2020-09-24
342
Студент получает у преподавателя один из следующих вариантов задания (см. табл.2).
Реакционный сосуд после определения постоянной калориметра несколько раз ополаскивают дистиллированной водой и пипеткой вносят в него 25 см3 кислоты, закрывают сосуд пробкой с мешалкой и термометром и производят 10 измерений температуры «предварительного периода» при равномерном перемешивании раствора. Через боковое ответвление реакционного сосуда вносят в него 25 см3 основания. При непрерывном перемешивании раствора производят измерения температуры в «главном» и «заключительном» периодах. Экспериментальные данные записывают в таблицу 1.
Таблица 1
| Электролиты (концентрация) | Температура, Т,°С | ||
| (предварительный период) | (главный период) | (заключительный период) | |
| KNO3 | 1. | 11. | 16. |
| 2. | 12. | 17. | |
| … | … | … | |
| 1. МеОН(0.5н) + +НА(0,5н) | 1. | 11. | 16. |
| 2. | 12. | 17. | |
| … | ... | … | |
| 2.... | |||
| 3.... | |||
Таблица 2
|
|
|
| Вариант | Задание | Вариант | Задание |
| 1. | NaOH + HCl (2н) | 9. | NaOH + HNO3 (0,5н) |
| NaOH + HAc (2н) | NH4OH + HNO3 (0,5н) | ||
| 2. | NaOH + HCl (1н) | 10. | KOH + HCl (2н) |
| NaOH + HAc (1н) | NH4OH + HCl (2н) | ||
| 3. | NaOH + HCl (0,5н) | 11. | KOH + HCl (1н) |
| NaOH + HAc (0,5н) | NH4OH + HCl (1н) | ||
| 4. | NaOH + H2SO4 (2н) | 12. | KOH + HCl (0,5н) |
| KOH + HAc (2н) | NH4OH + HCl (0,5н) | ||
| 5. | NaOH + H2SO4 (1н) | 13. | KOH + H2SO4 (2н) |
| KOH + HAc (1н) | NH4OH + H2SO4 (2н) | ||
| 6. | NaOH + H2SO4 (0,5н) | 14. | KOH + H2SO4 (1н) |
| KOH + HAc (0,5н) | NH4OH + H2SO4 (1н) | ||
| 7. | NaOH + HNO3 (2н) | 15. | KOH + H2SO4 (0,5н) |
| NH4OH + HNO3 (2н) | NH4OH + H2SO4 (0,5н) | ||
| 6. | NaOH + HNO3 (1н) | ||
| NH4OH + HNO3 (1н) |
 |
Обработка результатов
Рис.1. Зависимость изменения температуры во времени
На основании экспериментальных данных (табл.1) вычерчивают на миллиметровой бумаге график изменения температуры во времени (рис.1.). На рисунке АВ - предварительный, BD - главный, DE -заключительный периоды. Для графического определения точного значения ΔT проецируют точки В и D на ось ординат, находят середину отрезка BD и опускают перпендикуляр к оси ординат (сС). Продлевают линейные участки АВ и DE до пересечения с линией сС. Отрезок сс` соответствует изменению температуры ΔТ в калориметрическом опыте с учетом поправки на теплообмен.
Определим значение ΔТ для нитрата калия, вычисляют постоянную калориметра k по уравнению:
,
где ΔHраств(KNO3) - известная энтальпия растворения нитрата калия, равная 36,02 (при 29 1 К) или 34,93 (при 298K) кДж/моль; n - количество вещества нитрата калия, моль.
|
|
|
Определяют энтальпию нейтрализации (ΔНi) для раствора данной i-той молярной концентрации (сi) по уравнению
Δ Hi = k Δ T
Вычислив энтальпию нейтрализации для данного количества кислоты или основания, рассчитывают интегральную энтальпию нейтрализации ΔHнейтр на один моль кислоты(основания).
где 25 – объем раствора, см3.
Оценивают погрешность (П %) полученного значения энтальпии нейтрализации по отношению к табличному значению:
Учитывая, что при образовании 1 моль воды из ионов водорода и гидроксида выделяется 55,9 кДж, по закону Гесса определяют теплоту диссоциации уксусной кислоты или гидроксида аммония.
Результаты вычислений записывают втабл.3
Таблица З
| Электролит | С,моль/л | Δ T, °C | Δ H, КДж | Δ Hнейтр , кДж/моль |  , кДж/моль
|
| KNO3 | |||||
| NaOH+HCI | |||||
| NaOH+HAc | |||||
| (образец) |
Выводы
Исходя из экспериментальных и расчетных значений необходимо оценить силу изученных кислот и оснований, объяснить отклонение полученной экспериментально энтальпии нейтрализации от теоретической.
Коллоидная химия
