Лабораторна робота №1. Питання для підготовки до виконання лабораторної роботи

ВИЗНАЧЕННЯ ТЕПЛОВОЇ СТАЛОЇ КАЛОРИМЕТРА І ТЕПЛОТИ РОЗЧИНЕННЯ КАЛІЮ ХЛОРИДУ У ВОДІ

 

Питання для підготовки до виконання лабораторної роботи

1. Основні поняття термохімії.

2. Основні закони термохімії.

3. Калориметричний метод визначення теплових ефектів.

4. Конструкція і принцип роботи калориметра.

5. Термометр Бекмана, принцип його роботи і настройка до вимірювання.

6. Графічний метод визначення зміни температури (DT).

Мета роботи: ознайомлення із принципом калориметричних вимірювань, набуття навичок користування калориметром і термометром Бекмана, визначення теплоємності калориметра та теплоти розчинення калій хлориду.

Етапи роботи:

1. Визначити зміну температури в калориметрі в результаті розчинення певної наважки KNO₃.

2. Обчислити теплову сталу калориметра.

3. Визначити питому й інтегральну теплоту розчинення КС1.

Методика виконання роботи. Ретельно розтерти у фарфоровій ступці 6 г калію нітрату. Зважити з точністю до 0, 001 г порожню пробірку із пробкою, насипати в неї близько 5 г солі і знову зважити. По різниці обчислити наважку. Зважити в склянці 300 г дистильованої води (з точністю до 0, 1 г) та перенести воду в посудину Дьюара. Зібрати калориметр, закрити його кришкою, де два отвори. В один отвір вставити пробірку так, щоб нижня частина її була покрита водою. В другий отвір установити термометр Бекмана. Перед початком роботи перевірити настройку термометра, опустивши його в розчин у калориметрі. Кінець стовпчика ртуті повинен установитися на середині шкали. Записувати показання термометра кожну хвилину до встановлення постійної температури, потім швидко висипати сіль у розчин, перемішати та продовжувати фіксувати зміни температури до постійної. При розчиненні солі температура падає, потім починає рівномірно зростати. Результати вимірювань записати в табл. 1.1 за формою:

 

 

Таблиця 1.1

Зміна температури під час досліду

Час, хв.
Показання термометра, °С

 

Визначити графічно DT і обчислити теплову сталу C_k за рівнянням (1.13). Інтегральна теплота розчинення калію нітрату DН = 35, 62 кДж/моль.

У такий же спосіб провести дослід із КСl. Молярную теплоту розчинення DH_пит., що відповідає теплоті розчинення 1 моля солі, обчислити за рівнянням (1.12) і співставити з табличними даними.

 

 

Лабораторна робота №2

 

ВИЗНАЧЕННЯ ТЕПЛОТИ НЕЙТРАЛІЗАЦІЇ СИЛЬНОЇ КИСЛОТИ СИЛЬНОЮ ОСНОВОЮ У ВОДІ

Питання для підготовки до виконання лабораторної роботи

1. Поняття теплоти нейтралізації.

2. Теплота нейтралізації сильних кислот лугами.

3. Теплота процесу нейтралізації за участю слабкого електроліту.

4. Теплота розведення. Сумарний тепловий ефект процесу нейтралізації.

Мета роботи: визначення теплового ефекту реакції нейтралізації сильної кислоти сильною основою.

Етапи роботи:

1. Визначити теплову сталу калориметра.

2. Визначити теплоту розведення концентрованої сильної кислоти

3. Визначити теплоту нейтралізації.

Методика виконання роботи. Зібрати прилад (див. рис.1.1). Теплову сталу калориметра визначити, як зазначено в роботі 1.

Для нейтралізації береться значний надлишок основи, причому концентрація розчину лугу порівняно невисока і процес розведення закінчується до початку контролю температури в калориметрі. Тому величиною DН_{розв.основи} можна знехтувати і загальна теплота процесу нейтралізації буде складатися з теплоти нейтралізації та теплоти розведення кислоти:

(1.14)

Для визначення теплового ефекту процесу розведення кислоти в калориметричний стакан за допомогою мірного циліндра вливають 390 мл води. В окрему пробірку відміряють піпеткою 10 мл 5М розчину і через отвір у кришці опускають її в стакан калориметра. Починають перемішування і роблять заміри температури (попередній період). Потім вливають вміст пробірки в калориметричний стакан і продовжують перемішування й вимірювання температури в головному і заключному періодах досліду. Результати вимірювань записати за формою таблиці 1.1.

Для визначення загального теплового ефекту процесу нейтралізації в калориметричний стакан вливають 350 мл води і 40 мл 3М розчину КОН, а в пробірку – 10 мл 5М розчину . Проводять калориметричний дослід, роблячи заміри температури в попередньому, головному і заключному періодах. Результати вимірювань записати за формою таблиці 1.1.

За експериментальними даними для обох калориметричних дослідів будують графіки зміни температури з часом і графічно визначають DТ. Розраховують тепловий ефект процесу розведення кислоти та загальний тепловий ефект процесу нейтралізації за формулою:

(1.15)

де C_к —теплова стала калориметра;

V — об'єм кислоти;

— молярна концентрація еквівалентів кислоти.

Тепловий ефект реакції нейтралізації розраховують за формулою 1.14.