ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.04.2024
Просмотров: 4
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Определение теплоты реакции нейтрализации
Выполнение работы
Любая реакция нейтрализации сильной кислоты щелочью сводится к процессу Н+ + ОН‾ → Н2О.
Для определения теплового эффекта реакции можно воспользоваться упрощенным калориметром, состоящим из двух стаканов – внешнего и внутреннего.
Работу следует выполнять в следующем порядке.
В сухой внутренний стакан калориметра с помощью мерного цилиндра налить 25 мл 1 н. раствора щелочи. В отдельный сухой стакан налить 25 мл 1 н. раствора серной кислоты. Опустить в раствор щелочи термометр. Записать температуру раствора и, не вынимая термометр из калориметра, быстро влить кислоту в щелочь. Осторожно помешивая раствор термометром, отметить и записать максимальную температуру. Эту температуру считать конечной.
Требования к результатам работы
Исходные данные и результаты расчетов занести в таблицу 1.
Таблица 1
Данные опыта и результаты расчетов
Температура Т, К | Изменение энтальпии ∆Н, кДж | ∆Н°нейтр.практ., кДж/моль | ∆Н°нейтр. теор., кДж/моль | Относит. ошибка опыта Е, % | |
начальная | конечная | ||||
299,15 | 304,15 | 1,045 | 41,8 | 285,5 | 85,37 |
1. Вычислить изменение энтальпии реакции ∆Н по формуле:
ΔH = −V ∙ ρ ∙ c ∙ ΔТ,
где V – общий объем раствора, мл; ρ – плотность раствора, г/мл; с – теплоемкость раствора, Дж/(г∙К); ΔТ – разность между конечной и начальной температурами. Принять плотность раствора после нейтрализации равной 1 г/мл, а теплоемкость раствора − равной теплоемкости воды
, т.е. 4,18 Дж/(г∙К).
2. Вычислить тепловой эффект реакции нейтрализации ∆Н°нейтр.(практ.) в расчете на 1 моль эквивалентов кислоты. Так как 1 моль эквивалентов кислоты содержится в 1 л раствора (концентрация равна 1 н.), а для реакции было взято 25 мл, то
3. Используя следствие из закона Гесса, рассчитать теоретическое значение изменения энтальпии реакции нейтрализации ∆Н°нейтр.(теор.) для уравнения реакции:
Н+ + ОН‾ → Н2О.
Значения стандартных термодинамических функций состояния системы приведены в таблице 2.
Таблица 2
Стандартные энтальпии образования ∆Н°298
Вещество | ∆Н°298, кДж/моль |
Н+ | - |
ОН‾ | -230,2 |
Н2О | -285,8 |
4. Рассчитать относительную ошибку опыта Е (%):
Расчёты:
1. Вычислить изменение энтальпии реакции ∆Н по формуле:
ΔH = −V ∙ ρ ∙ c ∙ ΔТ,
где V – общий объем раствора, мл; ρ – плотность раствора, г/мл; с – теплоемкость раствора, Дж/(г∙К); ΔТ – разность между конечной и начальной температурами. Принять плотность раствора после нейтрализации равной 1 г/мл, а теплоемкость раствора − равной теплоемкости воды, т.е. 4,18 Дж/(г∙К).
ΔТ = Тн. – Тк. = 304,15 – 299,15 = 5 К
ΔH = 50*1*4,18*5 = 1045 дж = 1,045 кДж
2. Вычислить тепловой эффект реакции нейтрализации ∆Н°нейтр.(практ.) в расчете на 1 моль эквивалентов кислоты. Так как 1 моль эквивалентов кислоты содержится в 1 л раствора (концентрация равна 1 н.), а для реакции было взято 25 мл, то
= (1,045 * 1000) / 25 = 41800 Дж = 41,8 кДж/моль
3. Используя следствие из закона Гесса, рассчитать теоретическое значение изменения энтальпии реакции нейтрализации ∆Н°нейтр.(теор.) для уравнения реакции:
Н+ + ОН‾ → Н2О.
Значения стандартных термодинамических функций состояния системы приведены в таблице 2.
соответственно равны 0; -230,2 и -285,8 кДж/моль
4. Рассчитать относительную ошибку опыта Е (%):
E = (285,8 – 41,8) / 285.8 * 100% = 85,37 %