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

84775. Исторические источники 27.5 KB
  Содержание материала учебника позволяет реализовать поставленные цели и задачи урока применяя современные технологии: ИКТ на этапе получение новых знаний связанных со зрительным восприятием исторических источников; деятельностный подход на этапе самостоятельного получения новых знаний...
84776. Площадь прямоугольника 69.5 KB
  Наш урок мне бы хотелось начать со слов: «Только то и приятно, что трудно достать» М.Твен Как эти слова можно отнести к нашему уроку математики? Я думаю, мы сегодня испытаем удовольствие от работы. Вам известен автор этих слов? Внимательно посмотрите на экран. Слайд с эпизодом.
84777. Конспект урока обществознания: «Богатые» 33 KB
  Значит к теме нашего урока Богатые мы поставили цель: показать особенности положения в обществе богатых людей. По каким характеристикам людей относят к страте богатых Кто такие богатые люди учащиеся предлагают характеристики На доске выстраивается систематизация особенностей страты богатых...
84778. Основы религиозных культур и светской этики 35.5 KB
  Ключевые понятия: семья, род, родословная, имя рода - фамилия, семейные роли, семейные ценности. Цель: иметь представление о себе как части рода и осознавать, что семья - носитель нравственных ценностей, на основе которых формируются нравственные отношения.
84779. Условный оператор на языке Pascal 81 KB
  Цель: Ребенок, который имеет представление об условном операторе на языке Pascal; умеет писать простейшие программы с условным оператором на языке Pascal. Задачи: систематизация знаний по теме «Условный оператор»; выработка практических умений в разработке программ на языке Pascal...
84780. «В очаровании русского пейзажа». Природа в очерках Константина Паустовского 73 KB
  А природу нашей земли Константин Паустовский знал хорошо. Как была открыта эта земля Паустовский описал в очерке Коротко о себе. Что обозначает этот термин Поэтический прием при котором один предмет или явление сравнивается с другим Давайте вспомним их: Мещерские леса величественны...
84781. Начало Отечественной войны 1812 года 161.5 KB
  Цель урока: Сформировать у обучающихся представления о Отечественной войне 1812 года как героической странице российской истории. Образовательные: проанализировать причины цели и характер войны России с наполеоновской Францией в 1812 году; охарактеризовать основные события войны...
84782. Путешествие по компьютеру 60.5 KB
  Тип урока: урок-повторение с применением игровых технологий Вид: комбинированный урок Технология: личностно-ориентированная игровая Цели урока: Обучающая создать условия для закрепления первичного представления об устройстве компьютера назначении его составных частей и периферийных устройств.