Лабораторная работа №5 Определение изменения энтальпии при реакции нейтрализации, вариант 4

Лабораторная работа №5

Определение изменения энтальпии при реакции нейтрализации

 Цель работы: определить изменения энтальпии при реакции нейтрализации.

Вопросы для допуска к выполнению лабораторной работы:

1.     Как называется суммарное количество тепловой энергии, выделяющейся или поглощающейся системой в ходе химического взаимодействия?

2.         Как называются химические взаимодействия, протекающие с выделением энергии?

3.     Как называются химические взаимодействия, протекающие с поглощением энергии?

Ход работы

Исходные данные для выполнения лабораторной работы

Вариант № 4

Объём раствора серной кислоты H2SO4 V1, мл 160

Молярная концентрация серной кислоты С1, моль/л 3,7

Коэффициент пересчёта на один моль серной кислоты, вступившей в реакцию Х 1,69

Объём раствора гидроксида натрия NaOH V2, мл 80

Объём раствора гидроксида натрия NaOH V3, мл 160

Молярная концентрация гидроксида натрия С2, моль/л 7,4

Начальная температура реакции t1, С 21

Температура первой стадии нейтрализации t2, С 51

Температура второй стадии нейтрализации t3, С 67

Температура нейтрализации в одну стадию t4, С 66

Опыт № 1. Реакция нейтрализации серной кислоты в две стадии

  1. Наливаем в цилиндр V1 мл раствора серной кислоты Н2SO4 с молярной концентрацией С1 моль/л, а в два других цилиндра по V2 мл раствора гидроксида натрия NaOH с молярной концентрацией С2 моль/л.

2. Выливаем V1 мл серной кислоты во внутренний стакан калориметра – отмечаем начальную температуру раствора серной кислоты в калориметре t1С.

3. Добавляем к раствору серной кислоты V2 мл раствора гидроксида натрия – наблюдаем повышение температуры раствора до t2С.

4. Затем добавляем еще V2 мл раствора гидроксида натрия – наблюдаем повышение температуры раствора до t3С.

В ходе опыта происходят следующие реакции:

1 стадия нейтрализации: H2SO4 + NaOH = NaНSO4 + Н2O, Н1

2 стадия нейтрализации: NaНSО4 + NaOH = Na2SО4 + Н2О, Н2

Тепловой эффект реакции нейтрализации рассчитываем по формуле (1):

где р – плотность раствора, г/мл; V – объём раствора, мл; С – удельная теплоёмкость раствора, Дж/г-К; t – разность температур, С; Х – коэффициент пересчёта на один моль кислоты, вступившей в реакцию; 0,001 – коэффициент пересчёта Дж в кДж.

Опыт № 2. Реакция нейтрализации серной кислоты в одну стадию

1. Наливаем в цилиндр V1 мл раствора серной кислоты Н2SO4 с молярной концентрацией С1 моль/л, а в другой цилиндр V3 мл раствора гидроксида натрия NaOH с молярной концентрацией С2 моль/л.

2. Выливаем V1 мл серной кислоты во внутренний стакан калориметра – отмечаем начальную температуру раствора серной кислоты в калориметре t1С.

3. Добавляем к раствору серной кислоты V3 мл раствора гидроксида натрия – наблюдаем повышение температуры раствора до t4С.

В ходе опыта происходит следующая реакция:

Н2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O, Н3

Расчёт теоретического значения теплового эффекта реакции нейтрализации в одну стадию Нтеор проводим согласно следствию из закона Гесса.

Относительную ошибку опыта рассчитываем по формуле:

где Нтеор – теоретическое значение величины теплового эффекта нейтрализации серной кислоты гидроксидом натрия, кДж; Н3 – значение величины теплового эффекта, полученное в ходе опыта при нейтрализации серной кислоты гидроксидом натрия в одну стадию, кДж.

Вывод:  

Вопросы для защиты лабораторной работы:

1. Как называется количество теплоты, выделяющейся или поглощающейся при образовании 1 моль сложного вещества из простых веществ?

2. Какие термодинамические параметры считаются стандартными?

3. Формулировка закона Гесса.

4.     Следствия из закона Гесса.

5.     Как рассчитать тепловой эффект реакции по значениям энтальпий образования вступающих в реакцию и образующихся веществ?