Условие:
Цель работы. Научиться пользоваться техническими весами и работе с лабораторными термометрами. Определить теплоту нейтрализации сильной кислоты сильным основанием.
Приборы и реактивы. Химический стакан. Мерные цилиндры. Термометр. Растворы: 0,1 М HCl; 0,1 М NaOH.
Порядок выполнения работы
На технических весах взвесить и определить массу химического стакана.
Отмерить мерным цилиндром 25 мл 0,1 М раствора NaOH и перелить в химический стакан. Измерить температуру раствора щелочи с точностью до 0,1 оС.
Отмерить мерным цилиндром 25 мл 0,1 М раствора HCl. Быстро влить кислоту в химический стакан со щелочью, перемешать содержимое стеклянной палочкой или на магнитной мешалке и отметить максимальную температуру, которую покажет термометр после объединения растворов.
Определение повторить два раза и взять для дальнейших расчетов средний результат.
По результатам опыта заполнить таблицу.
Масса калориметрического стакана m, кг - 1 вариант 0,05, 2 вариант 0,05; Объем жидкости в калориметрическом стакане V, мл - 1 вариант- 50, 2 вариант 50; температура - 1 вариакнт - начальная 24,1, конечная 24,6; 2 вариант - начальная 24,1, конечная 24,7 .
Записать уравнение реакции нейтрализации в молекулярном и ионном виде между реагирующими веществами и рассчитать , пользуясь следствием из закона Гесса.
По полученным данным определить:
1) разницу температур: ∆t = tк – tн, K;
2) массу жидкости в калориметрическом стакане: m = ρ∙V, если ρр–ра = 1,0 г/мл;
3) теплоемкость системы (∑С):
∑С = С1m1 + C2m2; [Дж/K],
где m1 и m2 – массы калориметрического стакана и жидкости в стакане, кг;
С1 и С2 – удельные теплоемкости стекла и жидкости.
Сстекла = 0,75∙103 Дж/кг∙K; Сжидкости = 4,18∙103 Дж/кг∙K;
4) количество теплоты Q, выделившейся при реакции\nQ = ∑C∙∆t; [Дж];
5) число молей воды, учитывая, что из 1 моля щелочи получается 1 моль воды, а СNaOH = СHCl = 0,1 моль/л
6) практическое изменение энтальпии реакции нейтрализации, кДж/моль ;
7) ошибку опыта α, % по формуле.
8) изменение энтропии реакции нейтрализации, , для чего воспользуемся следствием из закона Гесса и табличными значениями ;
; Дж/моль∙K; Дж/моль∙K;
9) изменение энергии Гиббса ∆Gх.р. реакции нейтрализации по формуле S ,
где Т – начальная температура, K.
Сделать вывод о соответствии величины и знака ∆Gх.р. самопроизвольному течению проделанной Вами реакции нейтрализации.
