35917

Тепловые эффекты растворения веществ

Лабораторная работа

Физика

Определение энтальпии растворения соли кислоты или основания. Получить у преподавателя соль энтальпию растворения которой нужно определить при определении энтальпии растворения кислоты или основания необходимо соблюдать технику безопасности. Для определения энтальпии растворения соли используется калориметр схема которого показана на рисунке.

Русский

2013-09-20

68.5 KB

35 чел.

Лабораторная работа №2

Тепловые эффекты растворения веществ.

Цель работы

1. Обучаемый должен знать:

а) основные аксиомы термодинамики;

б) основные законы и уравнения термодинамики.

2. Обучаемый должен уметь:

а) выделять элементарные процессы и составлять термохимические уравнения;

б) на основании законов определять тепловые эффекты процессов.

Определение энтальпии растворения соли (кислоты или основания).

Работа выполняется двумя студентами. Получить у преподавателя соль, энтальпию растворения которой нужно определить (при определении энтальпии растворения кислоты или основания необходимо соблюдать технику безопасности). Для определения энтальпии растворения соли используется калориметр, схема которого показана на рисунке.

Калориметр состоит из двух стаканов, из которых наружный стакан 1 имеет емкость 500 мл, а внутренний 2– 250 мл. Для уменьшения теплоотдачи внутренний стакан ставится на корковую пробку. В картонную крышку, закрывающую внешний стакан, вставляют термометр 3 с делениями в 0,1С и стеклянную или проволочную мешалку 4. В крышке калориметра имеется отверстие для внесения навески соли, закрытое пробкой 5.

Прибор для определения энтальпии растворения веществ

 

Для опыта используют соли, хорошо растворимые в воде и имеющие энтальпию растворения не менее 20 кДж/моль. В качестве таких солей можно использовать KNO3, NH4NO3, Na2CO310H2O, Na2SO410H2O, CaCl2, CuSO4, NaCO3.

Во взвешенный внутренний стакан калориметра налить с помощью бюретки точный объем дистиллированной воды (50 мл) и через 5 минут при перемешивании воды измерить ее температуру с точностью до 0,05С. Затем через отверстие в крышке калориметра внести точную навеску растертой в фарфоровой ступке соли, соответствующую примерно 0,01 моль вещества (навеску ссыпать с кальки через сухую воронку). Быстро закрыть отверстие с пробкой, перемешивать раствор до полного растворения соли и одновременно через каждые 5 с снимать показания термометра до установления начальной температуры опыта (температуры воды). Из полученной зависимости температура – время определить самую низкую (высокую) температуру, достигнутую при растворении соли в воде. Результаты опыта записать по предложенной форме.

Данные опыта

Номер опыта

1

2

Масса внутреннего стакана m1, г

Масса воды, г

Масса соли m2, г

Температура воды, t1,С

Минимальная (максимальная) температура раствора t2,С

Удельная теплоемкость раствора (1 моль соли на 185 – 200 моль воды) Сp, Дж/градг

Удельная теплоемкость стекла Сp, Дж/градг

0,92

Разность между конечной и начальной температурой опыта t = t2 - t1,С

Количество теплоты, поглощенной стеклом стакана и термометра q, Дж

Масса раствора (вода + m2), г

Значение теплоемкости водного раствора соответствующей соли найти в справочной литературе (Справочник Химика, Т. 3. М.; Л.: Химия, 1964, С. 637). В этом же справочнике приводятся энтальпии растворения многих неорганических веществ (С. 612 – 634).

Энтальпию растворения соли вычислить по уравнению

Hраств = -

где M – молярная масса растворенного вещества; m1 –масса внутреннего стакана.

Полученные результаты сравнить с литературными данными (табл. 1) по энтальпиям растворения солей, кислот и оснований (200С).

Т а б л и ц а  1

Вещество

Число молей H2O на 1 моль вещества

Энтальпия растворения, кДж/моль

Теплоемкость раствора, Дж/градг

NH4NO3

200

26,50

4,09

NH4Cl

200

16,40

4,11

KNO3

200

35,36

4,04

NaNO3

200

20,94

4,08

K2SO4

200

27,38

3,96

Na2CO3

400

-23,58

4,06

Na2CO310H2O

400

67,55

4,06

Na2SO4

400

-2,30

4,13

Na2SO410H2O

400

78,42

4,13

Na2HPO4

400

-23,58

4,03

Na2HPO412H2O

400

95,43

4,03

CaCl2

300

-75,20

4,00

CaCl26H2O

400

19,06

4,00

CuSO4

800

-66,42

3,98

CuSO45H2O

800

11,91

3,98

ZnSO4

400

-77,04

4,05

ZnSO47H2O

400

17,81

4,05

HCl

200

-77,08

4,13

H2SO4

200

-74,20

4,14

HNO3

200

-31,27

4,14

KOH

200

-55,55

4,08

NaOH

250

-41,55

4,12

Определите ошибку опыта в процентах.

ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Сформулируйте закон Гесса и следствия;

2. Объясните с позиции термодинамики возможность эндотермичного самопроизвольного растворения хлорида аммония.

3. Почему растворение сульфата меди в аммиачном растворе более экзотермично, чем в чистой воде? Как из этих тепловых эффектов можно определить теплоту комплексообразования?

4. Почему для определения теплоты растворения следует брать обязательно большой избыток растворителя?

5. Почему теплота нейтрализации в растворах сильных кислот и оснований приблизительно одинаковы, а в растворах слабых электролитов заметно различается? От чего это зависит?

6. Определите температуру раствора, образованного смешением 3г рас-твора CaCl2 и 200г воды. Данные для расчетов возьмите из таблицы 1.

7. Определите энтальпию растворения тиосульфата натрия, если масса соли равна 4г, масса воды- 150г, начальная температура- 22,3С, конечная- 22,7С, теплоемкость раствора- 4,04 Дж/гград.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

26390. Виды соединения костей 21.5 KB
  Костные синостозы кости черепа таза эпифиз и диафиз трубчатой кости у взрослых. Компоненты сустава: сочленяющиеся кости покрытые гиалиновым хрящём суставная сумка капсула суставная полость заполненная синовиальной жидкостью.
26391. Волосы (pili) 20.5 KB
  Есть подниматель волоса из гладкой мышцы m. Стержень: сердцевина определяет толщину волоса отсутствует в пуховых волосах корковое вещество определяет прочность упругость растяжимость и гибкость волоса содержит пигмент и кутикула чешуйчатый слой защищает от влаги микрофлоры определяет рисунок волоса.
26392. Вспомогательные приспособления глаза 20 KB
  Наружная поверхность век покрыта волосатой кожей а внутренняя слсзистой конъюнктивой которая переходит на глазное яблоко. По краю века около границы с конъюнктивой ресницы у плотоядных и свиней на нижнем веке их нет. На внутреннем ребре края век открываются сальные железы их секрет предотвращают скатывание слёз через край век.
26393. Вспомогательные приспособления мышц 21 KB
  Каждая мышца упакована глубокой фасцией которая имеет футлярное строение. Она препятствует распространению инфекции экономит силу мышечного сокращения имеет собственные сосуды и нервы поэтому интегрирует функционирование костей связок и мышц. Могут находиться под кожей под мышцей под связкой под фасцией под сухожилием.
26394. Головная кишка 21 KB
  ответ и глотки. Глотка pharynx полостной орган в котором перекрещиваются дыхательный и пищеварительный пути: воздух из хоан через глотку проходит в гортань расположенную в вентральной части ее мощная мускулатура передвигает корм из глотки в пищевод расположенный над гортанью. Стенки глотки состоят из 3 слоев: а слизистая оболочка; 6 мышечный слой состоит из парных правых и левых поперечно исчерченных мышц заканчивающихся на дорсальном сухожильном шве глотки raphe pharyngis.
26395. Головной мозг (encephalon) и черепные нервы 22.5 KB
  Ромбовидный мозг представлен продолговатым отходят с 6 по 12 пары черепных нервов и задним мозгом а задний cocтоит из мозжечка и мозгового моста отходит 5 пара черепных нервов. Большой мозг представлен средним отходят 3 и 4 пары нервов промежуточным 2 пара нервов и концевым 1 пара черепных нервов В ромбовидном мозге расположен 4й мозговой желудочек в среднеммозговой водопровод в промежуточном 3й а в концевом 1й и 2й мозговые желудочки.
26396. Гортань larynx 25 KB
  Остов гортани образован 5 хрящами на которых прикрепляются мышца гортани и глотки: кольцевидный хрящ cartilagо cricoidea гиалиновый состоит из пластинки и дужки. На переднем крае пластинки заметны фасетки для сочленения с черпаловидными хрящами. Черпаловидные хрящи соединяются суставами с пластинкой кольцевидного хряща. Основание хряща соединено связкой с телом щитовидного хряща вершина отогнута вперед.
26397. Грудная клетка и полость 23.5 KB
  Мышечный аппарат грудной клетки представлен дыхательными мышцами которые образуют 2 функциональные группы: вдыхатели инспираторы и выдыхатели экспираторы. Грудная клетка замыкает грудную полость cavum thoracis при этом форма грудной клетки определяет объём грудной полости и как следствие функциональные возможности органов грудной полости прежде всего лёгких и сердца При этом важное значение имеет форма диафрагмы которая отделяет грудную и брюшную полости друг от друга и образует купол вершина которого расположена в плоскости 67...
26398. Дыхательный аппарат apparatus respiratorius 20 KB
  Состав у млекопитающих: носоглотка гортань трахея лёгкие. У птиц: носовая полость носоглотка верхняя гортань состоит из 3 хрящей отсутствуют щитовидный и надгортанник трахея длинная тесно связана с пищеводом у бифуркации трахеи нижняя певчая гортань макроскорически прозрачна несколько расширена пузыревидно является резонатором звуков лёгкие очень компактные и врастают в грудной отдел позвоночника.