microbik.ru
1
Лабораторная работа 3:Определение интегральной теплоты нейтрализации

Цель работы:

  1. Определить теплоту разбавления кислоты.

  2. Определить теплоту нейтрализации кислоты.

Содержание работы:

Теплотой нейтрализации называется изменение энтальпии при нейтрализации 1 г-экв кислоты 1 г-экв. щелочи.

При сливании растворов кислоты и щелочи, помимо нейтрализации протекают еще и процессы разбавления обоих компонентов. Поэтому в калориметре тепловой эффект будет являться суммарной величиной. В этот тепловой эффект, кроме теплоты нейтрализации, будет входить также теплота разбавления кислоты основанием и теплота разбавления раствора основания кислотой.



Опыты по нейтрализации проводятся таким образом, чтобы щелочь находилась в избытке и полностью нейтрализовала исследуемую кислоту. Если исходная концентрация раствора кислоты во много раз больше концентрации раствора основания, то будет близко к нулю (основание практически не разбавляется малым объемом кислоты) и можно принять:



Отсюда:



Следовательно, для определения собственно теплоты нейтрализации, надо опытным путем найти теплоту разбавления кислоты основанием () и наблюдаемый в калориметре суммарный тепловой эффект , состоящий из теплоты разбавления кислоты основанием и из собственной теплоты нейтрализации.

Работа состоит из 3-х опытов:

  1. Определение постоянной калориметра по известной теплоте растворения соли )

  2. Определение теплоты разбавленния кислоты основанием .

  3. Определение суммарного теплового эффекта при нейтрализации кислоты основанием .

Ход работы:

1) Залили в стакан 200мл воды комнатной температуры. Установили стакан в калориметре. Установили мешалку.

2) Отвесили на аналитических весах рассчитанное количество (0,1-0,069 моля) и перенесли в пробирку, которую укрепили в крышке калориметра.

3) В отверстие крышки калориметра установили термометр и включили мешалку.

4) Включили секундомер и начали измерение температуры каждые 30 секунд: первые 10 отсчетов составляют предварительный период. После этого ввели в калориметр вещество, быстро высыпав его из пробирки в воду и поставив пустую пробирку на место, и продолжаем при этом вести измерения температуры, не выключая при этом мешалку. В результате растворения соли температура в калориметре резко изменилась. Это и есть главный период. Затем начинается выравнивание температуры раствора и окружающей среды. Это заключительный период, который продолжается еще 10 измерений. Общее количество измерений составляет 30.

5) Результаты измерений занесли в таблицы 1,2,3,4.

Таблица 1 – значение ∆t HCl∙H2O

τ, мин

30

60

90

120

150

180

210

240

270

T,C

1,23

1,25

1,26

1,26

1,27

1,28

1,28

1,28

1,29

300

330

360

390

420

450

480

510

540

570

1,29

1,35

1,35

1,36

1,36

1,37

1,37

1,38

1,38

1,39

600

630

660

690

720

750

780

810

840

870

1,39

1,4

1,4

1,4

1,41

1,41

1,42

1,42

1,43

1,43

900

1,44

Таблица 2 – значение ∆t HCl∙NaOH

τ, мин

30

60

90

120

150

180

210

240

270

T,C

1,55

1,59

1,6

1,62

1,64

1,65

1,66

1,68

1,69

300

330

360

390

420

450

480

510

540

570

1,69

2,27

2,28

2,28

2,28

2,29

2,3

2,3

2,3

2,31

600

630

660

690

720

750

780

810

840

870

2,32

2,32

2,33

2,33

2,34

2,34

2,35

2,35

2,35

2,36

900

2,36

Таблица 3 – значение ∆t NiCl2

τ, мин

30

60

90

120

150

180

210

240

270

T,C

2,23

2,23

2,24

2,24

2,25

2,26

2,26

2,27

2,27

300

330

360

390

420

450

480

510

540

570

2,27

2,31

2,31

2,32

2,33

2,34

2,34

2,35

2,36

2,37

600

630

660

690

720

750

780

810

840

870

2,37

2,38

2,39

2,4

2,41

2,42

2,43

2,44

2,44

2,45

900

2,46

Таблица 4 – значение ∆t NiCl2∙6H2O

τ, мин

30

60

90

120

150

180

210

240

270

T,C

2,51

2,56

2,57

2,59

2,6

2,61

2,62

2,63

2,64

300

330

360

390

420

450

480

510

540

570

2,64

2,78

2,8

2,82

2,84

2,86

2,88

2,9

2,91

2,92

600

630

660

690

720

750

780

810

840

870

2,93

2,94

2,95

2,97

2,98

3

3,1

3,2

3,3

3,4

900

3,4

gKCl=3г MKCl=74,5 ∆H=18,67 кДж
Обработка результатов:

1) Используя полученный в предыдущем опыте коэффициент калориметра, рассчитали теплоту растворения HCl∙H2O:

∆H = K∙∆t=∙0,06=0,056

2) Рассчитали теплоту растворения HCl∙NaOH:

∆H = K∙∆t=∙0,56=0,52

3)Вычислили ∆H нейтрализации между HCl∙2H2O и HCl∙NaOH:

∆Hнейтр=∆Hщелоч– ∆Hвода=0,52 – 0,056=0,464

4) Рассчитали теплоту растворения NiCl2:

∆H = K∙∆t=∙0,04=0,037

5) Рассчитали теплоту растворения NiCl2∙6H2O:

∆H = K∙∆t=∙0,12=0,11

6)Вычислили ∆H нейтрализации между NiCl2и NiCl2∙6H2O:

∆Hгидр=∆Hбезв– ∆Hводн=0,037 – 0,11= –0,072

Вывод: проведя лабораторную работу, определили теплоту растворения HCl∙2H2O и HCl∙NaOH, NiCl2и NiCl2∙6H2O. Вычислили их энтальпии нейтрализации.