Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Опыт 1. Определение теплоты нейтрализации сильной кислоты сильным основанием и расчет энергии Гиббса реакции



Для измерения тепловых эффектов реакции используют калориметр (рис 1). В наружный сосуд (стакан на 0,8 л) вставляют калориметрический стакан меньшей вместимости (0,5 л). Калориметрический стакан закрывают деревянной крышкой с отверстиями для термометра (цена деления 0,1 К), мешалки и воронки. Мешалку присоединяют к электромотору или приводят в движение вручную.

Теплоту, выделяющуюся или поглощающуюся в калориметре, вычисляют по формуле: q = ∑ с2 - Т1),

где Т2 и Т1 – конечная и начальная температуры жидкости в калориметрическом стакане; ∑ с – теплоемкость системы, равная с1m1 + с2m2 (m1 и m2 - масса калориметрического стакана и жидкости в стакане; с1 и с2 – удельные теплоемкости стекла и жидкости).

Согласно теории электролитической диссоциации нейтрализация сильной кислоты сильным основанием в разбавленном растворе отвечает уравнению Н+ + ОН- = Н2О. Стандартная теплота нейтрализации сильной кислоты сильным основанием равна при 298 К – 57 кДж на один моль образующейся воды. Термохимическое уравнение реакции нейтрализации имеет вид

Н+ (ж) + ОН- (ж) = Н2О (ж), ∆ Н0298 = -57 кДж/моль

В опыте используют 1М растворы КОН, NаОН, НСl, НNО3. Для нейтрализации берут равные объемы (120 –180 мл) растворов кислоты и щелочи.

Получив задание, взвесьте сухой калориметрический стакан (с точностью до 0,1 г). Соберите калориметрическую установку по рисунку и через воронку 2 налейте в сосуд заданный объем 1 М раствора щелочи; запишите температуру раствора щелочи Тщ с точностью до 0,1 К. Налейте в мерный цилиндр такой же объем 1 М раствора кислоты и измерьте температуру раствора Тк с той же точностью. Начальная температура смеси кислоты и щелочи Т1 – среднее арифметическое от Тщ и Тк. При работающей мешалке 1 через воронку 2 быстро влейте кислоту в каориметрический стакан и отметьте самую высокую температуру Т2, которую покажет термометр 6 после сливания растворов. Данные опыта сведите в таблицу:

 

Масса калориметрического стакана m1, кг Суммарный объем жидкости в стакане V, мл Температура, К
Тщ Тк Т1 Т2
           

 

По полученным данным определите:

1. Разницу температур (Т2 – Т1).

2. Массу жидкости (m2) в калориметрическом стакане (при расчете считать плотность жидкости равной единице).

3. Теплоемкость системы [при расчете считать удельную теплоемкость стекла с1 = 0,75 . 103 Дж/(кг . К), а удельную теплоемкость раствора с2 = 4,18. 103 Дж/(кг . К)].



4. Количество теплоты (q), выделившейся при реакции.

5. Число молей нейтрализованной кислоты (щелочи) или число молей полученной воды (n H2O), учитывая заданную молярную концентрацию и объем раствора.

6. Теплоту нейтрализации ∆H0т (кДж/моль H2O).

7. Изменение энтропии ∆S0т [Дж/(моль . К)].

8. Энергию Гиббса реакции нейтрализации ∆G = ∆H0т - T∆S0т (кДж/моль).

Запишите термохимическое уравнение проведенной реакции нейтрализации. Объясните убыль (а не прирост) энтропии в процессе нейтрализации сильной кислоты сильным основанием. Сделайте вывод о соответствии найденной вами величины ∆G0т самопроизвольному течению реакции нейтрализации.

 

Вопросы и задания

  1. Дайте определение энтальпии (H), энтропии (S), потенциала Гиббса (G) и их стандартных величин.
  2. Напишите уравнения, связывающие следующие величины: ΔG и T, ΔH и ΔS; ΔG и K равновесия; ΔG° и E°.
  3. Что характеризуют равенство ΔG°= 0 и неравенство ΔG°< 0, ΔG°> 0?
  4. При каких условиях энтальпийный фактор определяет самопроизвольное протекание химического процесса?
  5. При каких условиях энтропийный фактор определяет самопроизвольное протекание химического процесса?

 

Задачи и упражнения для СРС

Н.Л.Глинка Задачи и упражнения по общей химии. 303-324 задачи и вопросы. Стр.86-89.

Лабораторная работа № 10

Тема:Основные закономерности протекания химических реакций.

 

Цель занятия: Получить и исследовать свойства наиболее распространенных простых веществ и соединений.

План занятия: 1. Повторить основные вопросы химической кинетики.

2. По заданию преподавателя провести лабораторный эксперимент.



 

Материалы и оборудование: штатив с пробирками, термометр, метный цилиндр, пипетки, дист. вода, растворы: серной кислоты, тиосульфата натрия, иодида калия, перекиси водорода, крахмала.

Глоссарий

Химическая кинетика или кинетика химических реакций— раздел физической химии, изучающий закономерности протекания химических реакций во времени, зависимости этих закономерностей от внешних условий, а также механизмы химических превращений.

Скорость химической реакции— изменение количества одного из реагирующих веществ за единицу времени в единице реакционного пространства

Лабораторный практикум


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!