Оборудование и посуда

Реактивы.

· Раствор сильной кислоты (H₂SO₄, HCl или HNO₃ – по указанию преподавателя).

· Раствор уксусной кислоты (CH₃COOH).

· Раствор щелочи (NaOH или KOH).

Концентрации растворов кислоты и щелочи должны различаться в пять раз.

· Прибор для определения тепловых эффектов (калориметр)..

· Термометр ртутный на 50-100°С.

· Мерные колбы на 250 мл и 50 мл.

· Стеклянные воронки 2 шт. (для кислоты и щелочи).

· Термостойкий химический стакан или термостойкая колба на 200-250 мл (для подогревания воды, необходимой для настройки термометра Бекмана).

· Электрическая плитка.

Выполнение работы.

1. Собирают калориметр, как показано на рис. 2.1.

2. В мерную колбу на 250 мл наливают 0,1 н раствор сильной кислоты (или щелочи). В мерную колбу на 50 мл наливают соответственно 50 мл 0,5 н раствора щелочи (или кислоты соответственно).

3. 250 мл 0,1 н раствора вносят в калориметр. Закрывают сосуд Дьюара пробкой с двумя отверстиями. Одно отверстие предназначено для термометра, второе – для добавления позже раствора с большей концентрацией.

4. Вставляют термометр в пробку калориметра.

5. Производят отсчет температуры каждые 30 сек. до установления ее равномерного хода либо до постоянного значения температуры (одинаковые значения не менее 5 раз). Значения температуры заносят в таблицу 1 (см. ниже).

6. Через стеклянную трубку в пробке калориметра быстро вливают 50 мл 0,5 н раствора, закрывают трубку пробкой и перемешивают раствор. При этом не прерывают отсчет времени и продолжают отмечать температуру каждые 30 сек. Температура при реакции нейтрализации повышается. Если по какой-либо причине отсчет температуры не был произведен в очередной раз, то при записи ставится прочерк. Повышение температуры, сопровождающее реакцию нейтрализации – главный период в опыте. Он продолжается до установления вновь равномерного хода температуры.

7. Когда наблюдается равномерный ход температуры (или устанавливается ее постоянное значение) в течение двух минут, опыт прекращают.

8. Повторяют точно так же опыт с использованием раствора слабой кислоты.

Таблица 1

Изменение температуры во время опыта

Время, мин	Значения температуры
предварительный период	главный период	заключительный период

Обработка результатов.

1. По данным таблицы 1 для двух опытов строят графики зависимости температуры от времени и определяют Δt. Для расчета точного изменения температуры во время реакции нейтрализации вычерчивают на миллиметровой бумаге график, откладывая на оси абсцисс время, а на оси ординат – изменения температуры за каждые полминуты. График лучше строить в следующем масштабе: 1°С соответствует 5 см, а 1 мин – 1 см. Рассчитывают теплоту (энтальпию) нейтрализации сильной и слабой кислоты по формуле (2.1). Значение постоянной калориметра К указывает преподаватель.

2. Рассчитывают теплоту (энтальпию) диссоциации слабой кислоты (или слабого основания).

3. Результаты для двух определений представляют в виде таблицы 2.

Таблица 2

Результаты работы

№ п/п	Электролит	К	Dt (из графика)	Qнейт. на 1 моль	Qдисс. слабого электролита

Контрольные вопросы и задачи.

1. Что является первоисточником энергии для всех живых организмов? Во что превращается эта энергия?

2. Какие реакции называются экзотермическими и эндотермическими? Приведите примеры таких реакций в организме человека.

3. Дайте формулировку закона Гесса и поясните его на конкретном примере.

4. Что называется теплотой нейтрализации?

5. Сформулируйте закон постоянства теплот нейтрализации. К каким электролитам он применим, а для каких электролитов не соблюдается и почему?

6. Одинаковый ли тепловой эффект будет при: а) нейтрализации азотной кислоты едким натром; б) азотистой кислоты едким кали?

7. При нейтрализации 100 мл 0,2М раствора соляной кислоты эквивалентным количеством гидроксида аммония в водном растворе выделилось 1,028 кДж теплоты. Определите теплоту реакции нейтрализации соляной кислоты гидроксидом аммония и вычислите теплоту диссоциации гидроксида аммония.

Дата добавления: 2014-12-29