Опыт №3. Определение энтальпии реакции гидратации карбоната натрия

1. Определите и запишите массу внутреннего стакана калориметра .

2. Во внутренний стакан калориметра налейте 200 мл дистиллированной воды и запишите показания термометра с точностью до 0,2 °С.

3. Взвесьте на электронных весах с точностью до 0,01 г навеску безводного карбоната натрия массой 6 – 7 г.

4. Быстро и аккуратно внесите навеску во внутренний стакан калориметра через воронку.

5. При постоянном перемешивании раствора мешалкой наблюдайте изменение температуры и записывайте её значения в табл. 6.

Таблица 6

Время, мин
Т °,С

6. Определите скачок температуры DТ.

7. Взвесьте на электронных весах с точностью до 0,01 г навеску кристаллогидрата массой 14 – 15 г. Повторите опыт с навеской кристаллогидрата (пункты 1 – 6).

Расчет

Процесс растворения карбоната натрия в воде можно разбить на две стадии:

;

Первая стадия – процесс гидратации, то есть получение кристаллогидрата карбоната натрия, вторая стадия – растворение кристаллогидрата в воде. Суммарная энтальпия реакций равна энтальпии процесса растворения безводной соли согласно закону Гесса:

.

Измерив энтальпии процессов растворения кристаллогидрата и безводной соли , можно вычислить энтальпию реакции гидратации безводного карбоната натрия :

.

1. Рассчитайте количество теплоты, выделившееся в калориметре при растворении навески безводной соли карбоната натрия, по формуле:

2. Рассчитайте энтальпию реакции растворения безводного карбоната натрия . Энтальпия реакции растворения (в кДж/моль) может быть рассчитана по формуле:

,

где – теплота, выделившаяся (поглотившаяся) в калориметре, кДж;

– молярная масса вещества, г/моль;

– масса навески соли, г.

3. Рассчитайте количество теплоты, поглощенное в калориметре при растворении кристаллогидрата.

4. Рассчитайте энтальпию реакции растворения кристаллогидрата (в кДж/моль).

5. Рассчитайте энтальпию реакции гидратации безводного карбоната натрия по формуле:

.

6. Сравните полученное значение энтальпии гидратации карбоната натрия с теоретическим и вычислите относительную ошибку опыта (в %).

Справочная величина энтальпии гидратации карбоната натрия равна – 92, 47 кДж/моль. В выводе укажите на возможные причины погрешности.

Контрольные вопросы

1. Что называется тепловым эффектом химической реакции? Как экспериментально определить тепловой эффект химического процесса? Опишите устройство простейшего калориметра.

2. Как называются химические реакции, идущие с выделением тепла, с поглощением? Какой знак имеют значения их энтальпий?

3. Какое условие необходимо соблюдать при определении теплоты реакции нейтрализации и теплоты растворения с помощью калориметра?

4. Как рассчитать количество теплоты, выделившейся или поглотившейся в ходе реакции? Что называется теплоемкостью калориметра? Почему при расчете теплоемкости калориметра удельная теплоемкость раствора принимается равной теплоемкости воды?

4. Почему энтальпия взаимодействия гидроксида натрия с различными сильными кислотами имеет одинаковое значение?

5. Что называется теплотой гидратации, теплотой растворения?

6. Объясните, почему процессы растворения веществ в воде могут самопроизвольно протекать не только с выделением тепла, но и поглощением тепла?

7. Одинаковы ли теплоты нейтрализации 1 н. раствора гидроксида натрия и 1 н. растворов а) соляной; б) серной; в) уксусной кислот? Если нет, то почему?

8. Сформулируйте закон Гесса. Приведите примеры применения закона Гесса.

Задачи

1. Рассчитайте энтальпию гидратации сульфата натрия, если известно, что растворение 1 моль сульфата натрия сопровождается выделением 2,3 кДж теплоты, а растворение 1 моль гидратированного сульфата натрия – поглощением 79,4 кДж теплоты.

2. Теплоты растворения и составляют соответственно –47,7 и 31 кДж. Рассчитайте энтальпию гидратации хлорида стронция.

3. При сгорании фосфора массой 9,3 г выделяется 229,5 кДж теплоты. Рассчитайте стандартную энтальпию образования оксида фосфора (V).

4. Вычислите изменение энтальпии реакции:

,

используя следующие термохимические данные:

кДж;

кДж.

5. Вычислите стандартную энтальпию образования кристаллического фосфата кальция, если известно, что при сгорании 12 г кальция выделяется 190,48 кДж, при сгорании 6,2 г фосфора – 154,66 кДж, а при взаимодействии 168 г оксида кальция с оксидом фосфора (V) – 670,89 кДж теплоты.

РАБОТА №9. СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

Цель работы: определить кинетические параметры химической реакции: порядок реакции и энергию активации. Исследовать влияние изменения концентрации реагирующих веществ и температуры на скорость химической реакции.

Приборы и химическая посуда: электрическая плитка,прибор дляизучения скорости разложения пероксида водорода (штатив с кольцом и лапкой, бюретка, реакционная пробирка Оствальда, воронка, резиновая трубка, пробки со стеклянной газоотводной трубкой), штатив с пробирками, химические стаканы, бюретки, мерный цилиндр, стеклянная палочка, секундомер, термометр, водяная баня.

Реактивы: оксид марганца (IV) (порошок).

Растворы: пероксид водорода (3%), тиосульфат натрия (0,3 М), серная кислота (0,25 М).

Дата добавления: 2015-07-25