Лабораторна робота №3м

Лабораторна робота 3. Тепловий ефект реакції нейтралізації

Мета роботи. Освоїти методику калориметричних вимірів; визначити тепловий ефект реакції нейтралізації сірчаної кислоти лугом; опанувати термохімічними розрахунками.

Хімічний процес. Сірчану кислоту можна нейтралізувати двома способами. Перший спосіб - це послідовна нейтралізація в дві стадії.

Другий спосіб - повна нейтралізація сірчаної кислоти в одну стадію.

При цьому необхідно враховувати, що сірчана кислота є слабкою кислотою по другого ступеня дисоціації з Кдіс = 1,2 · 10 -2.

Експериментальна частина. Визначення теплового ефекту реакції виробляла приладом, званим калориметром. Найпростіший з них зображений на малюнку 2.

Досвід 1. Нейтралізація сірчаної кислоти в дві стадії.

калориметрический стакан налив 50 см 3 1М розчину сірчаної кислоти (H2 SO4). Виміряв температуру (t1). У два циліндра відміряв по 25 см 3 2М розчину гідроксиду натрію (NaOH). У розчин кислоти швидко і без втрат вилив з першого циліндра луг. Перемішав шляхом струшування отриманий розчин солі NaHSO4 і швидко виміряв максимальну температуру (t2). До отриманого розчину солі NaHSO4 швидко прилив розчин NaOH з другого циліндра і після перемішування виміряв максимальну температуру (t3) розчину середньої солі Na2 SO4. Результати досвіду заніс в таблицю 1 (1,2).

Досвід 2. Нейтралізація сірчаної кислоти в одну стадію.

У калориметрический стакан налив 50 см 3 1М розчину сірчаної кислоти. Виміряв температуру (t1). У циліндр налив 50 см 3 2М розчину лугу NaOH. У розчин кислоти швидко і без втрат вилив з циліндра луг. Перемішав шляхом струшування отриманий розчин середньої солі Na2 SO4. Виміряв максимальну температуру (t2). Результати досвіду заніс в таблицю 1.

досвід I (1,2) досвід II (3)

Обробка результатів досвіду

Теплота, що виділяється в результаті реакції нейтралізації, обчислюється за формулою

де

- теплота, кДж;

- загальний обсяг розчину в калориметр, см 3;

щільність розчину в калориметр, г / см 3;

р - ефективна питома теплоємність розчину, Дж / г · К;

- різницю температур до і після реакції, К; 20 - коефіцієнт, що приводить кількість кислоти до 1 моль;

10 -3 - перевідний коефіцієнт Дж в кДж.

Введення ефективної питомої теплоємності розчину пов'язано з тим, що тепловий ефект реакції нейтралізації витрачається не тільки на нагрівання самого розчину, але і нагріванні стінок внутрішньої частини колориметра (скляного стакана), причому маса цієї частини системи строго кажучи невідома, на нагрівання термометра, на випаровування води при зростанні температури розчину і т.д. Через відносно малі обсяги кислоти і підстави вплив цих факторів значно, і для обліку цього впливу вводять так звану «постійну калориметр», яка в нашій випадку замінена ефективної теплоємністю розчинів.

1. Розрахував парниковий ефект першої і другої стадії реакції нейтралізації в першому досвіді.

2. Розрахував тепловий ефект реакції нейтралізації у другому досвіді.

3. На підставі слідства із закону Гесса розрахував теоретичний тепловий ефект реакції нейтралізації сірчаної кислоти лугом, при відомих теплотах освіти продуктів реакції і вихідних речовин, які дані в таблиці 2.

4. Потім порівняв теплові ефекти реакції нейтралізації в першому і другому дослідах з теоретичним тепловим ефектом.

5. Порівняв сумарний тепловий ефект реакції нейтралізації в першому досліді з тепловим ефектом в другому досвіді і зробила висновок про виконання закону Гесса.

Внаслідок того, що різниця теплових ефектів в обох дослідах незначна, можна зробити висновок, що слідство закону Гесса виконується.

Висновок: В ході виконання лабораторної роботи, я освоїв методику калориметричних вимірів, опанував термохімічними розрахунками, визначив тепловий ефект реакції нейтралізації сірчаної кислоти лугом двома способами. Тепловий ефект в першому досвіді дорівнював; у другому досвіді -; теоретичний тепловий ефект вийшов рівним 31.82кДж. Підтвердив виконання слідства закону Гесса. Відносна похибка в першому досвіді дорівнює 2,85%, у другому - 7,41%; абсолютна похибка в першому досвіді дорівнює -

, у другому - .

Лабораторна робота №3м

Схожі статті