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

22376. ПРИМЕНЕНИЕ ОУ 806 KB
  Усилители с возрастающим и убывающим коэффициентами передачи. Суть метода заключается в том что коэффициент передачи цепи ООС ОУ должен иметь несколько дискретных значений каждое из которых соответствует определенному диапазону изменения входного сигнала. Коэффициент передачи этих делителей аппроксимирует требуемую нелинейную зависимость причем чем больше число дискретных значений может принимать коэффициент передачи ООС ОУ тем ближе получаемая зависимость выходного напряжения от входного к заданной. Усилитель с возрастающим коэффициентом...
22377. ГЕНЕРАТОРЫ ИМПУЛЬСОВ 584 KB
  Если напряжение передаваемое с выхода на вход по цепи ОС окажется в фазе с вызвавшим его входным напряжением и по значению будет не меньше его то усилитель возбудится. Физически это означает что в цепи ОС не происходит затухания сигнала. Цепи коррекции уменьшают усиление ОУ так чтобы при сдвиге 130 К было меньше 1 либо уменьшением коэффициента усиления.3 С1 перезаряжается по цепи UП R1 C1 VT1 корпус С2 заряжается по цепи UП RК2 C2 VT1 корпус.
22378. ГЕНЕРАТОРЫ ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ (ГПН) 352.5 KB
  Принципы построения ГПН. ГПН в ждущем режиме. ГПН в автоколебательном режиме.
22379. АНАЛОГО-ЦИФРОВЫЕ И ЦИФРО-АНАЛОГОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ (ЦАП И АЦП) 315 KB
  ЦАП с двоичновзвешенными резисторами. ЦАП с резистивной матрицей R2R.АНАЛОГОЦИФРОВЫЕ И ЦИФРОАНАЛОГОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЦАП И АЦП 15.
22380. СТАБИЛИЗАТОРЫ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ 132 KB
  Общие сведения Стабилизатором напряжения СН называется устройство поддерживающее с требуемой точностью напряжение на нагрузке при изменении дестабилизирующих факторов в определенных пределах. Это различие зависит от места включения СН: между источником напряжения и выпрямителем переменного тока; между выпрямителем и нагрузкой постоянного тока. Компенсационные СН КСН это системы автоматического регулирования выходного напряжения в которых используются также стабилитроны варисторы и т.
22381. Усилительные устройства (УУ) 104 KB
  Эквивалентная схема усилителя. Коэффициент полезного действия усилителя. Диапазон усиливаемых частот f = f0 fн разность между верхней и нижней граничными частотами усиления полоса пропускания усилителя.Эквивалентная схема усилителя Эквивалентная схема усилителя приведена на рис.
22382. Искажения, вносимые в усилителе 229.5 KB
  Искажения импульсных сигналов. Искажения вносимые в усилителе 8. Линейные искажения К линейным относят искажения: частотные вызваны неодинаковостью усиления различных частотных составляющих входного сигнала рис.
22383. Обратная связь (ОС) в усилителях 154 KB
  Влияние ОС на стабильность Ку Однако уменьшая Ку ООС увеличивает его стабильность. стабильность коэффициент усиления в усилителе с ООС в 1 раз выше чем в усилителе без ООС. Пример Пусть усилитель имеет Ку=100 и охвачен ООС причем коэффициент передачи цепи ОС . Стабилизация коэффициента усиления при введении ООС объясняется тем что увеличение усиления за счет любых причин вызывает возрастание напряжения ОС что вызывает уменьшение входного напряжения т.
22384. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ. ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ. ТИПИЗАЦИЯ СБОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 17.73 KB
  Так например элементы перекрытий и покрытий должны быть прочными и достаточно жесткими чтобы их прогиб не нарушал эксплуатационного режима здания: стены и колонны поддерживающие покрытия должны быть прочными и устойчивыми. Все здания в целом должны обладать пространственной жесткостью т. Здания бывают каркасными и бескаркасными. В бескаркасных зданиях пространственная жесткость создаётся благодаря совместной работе продольных и поперечных стен соединенных покрытиями в единую пространственную систему.