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

48696. Описать структуру с именем TRAIN 746.5 KB
  Алгоритм функции print_str представлен на рисунке Алгоритм функции input_str представлен на рисунке Алгоритм функции print_str представлен на рисунке 2. Рисунок 2 Алгоритм функции input_str представлен на рисунке 3.
48697. Изготовление детали «Упор» 1.03 MB
  Прокат в металлургии – это продукция, получаемая на прокатных станках путём прокатки. Прокатывается металл, полученный на предыдущей стадии обработки металла – литьё. Обычно его называют «прокат металла» или «металлопрокат».
48698. Практическое использование возможностей MS WORD и EXCEL 724.5 KB
  Изучение операционной системы Windows, компонентов MS Word и Excel и получение практических навыков работы с современными информационными технологиями. Получение представления о формировании табличной базы данных и о возможностях при работе с ней на примере базы данных в MS Excel.
48699. Следящая система управления зеркалом телескопа 12.3 MB
  Задачей данной курсовой работы является введение в основы проектирования системы автоматического регулирования. На основе следящей системы работают многие системы управления например телескопа радиолокационной антенны зенитного орудия и т. минВ Коэффициент усиления ЭМУ КЭМУ = 7 Коэффициент передачи сельсинов Кс = 076 В град Коэффициент передачи редуктора Кр = 0075 Добротность системы определяется численными значениями оценок: Максимальная скорость слежения Umx = 9 град с Максимальная...
48700. Цифровой аудио сигма-дельта модулятор по 0,35 мкм технологии 713 KB
  При частоте дискретизации равной 4 МГц и коэффициентом передискретизации равным 80 реализация модулятора по технологии 08 мкм. Берем В пФ пФ МГц Найдем крутизну входных транзисторов Мр1 и Мр2: С другой стороны: Берем длину канала L=1 мкм мкм Рассчитаем ток: мА Все выше приведенные значения характерны и для транзисторов Мр3 Мр4 в виду равенства токов. Найдем параметры транзисторов Мn1 Mn2 Мn3 и Mn4: мА Выразим отношение W L: Берем длину канала L=1 мкм мкм Находим крутизны транзисторов: мА В Найдем ток крутизну и ширину...
48702. Гломестный канал (УМК) наземного фазового моноимпульсного радиолокатора (РЛ) дальнего обнаружения объектов с ЭПР 1.16 MB
  Расчёт параметров сигнала. Параметры РЛ: дальность действия от соответствующей длительности импульса зондирующего сигнала до где длительность прямой видимости при высоте цели сектор обзора по углу места при разрешающей способности по углу. При расстоянии до цели погрешность измерения угла места не должна превышать заданного значения при коэффициенте шума приемника равном 3 и потерях энергии сигнала по высокой частоте и при обработке. 2 Определить параметры антенны; зондирующего сигнала; трактов формирования...
48703. Расчет изменения частоты вращения вала 1.32 MB
  Опорами ротора служат подшипники скольжения 8 с жидкой принудительной смазкой (под давлением) от маслоустановки агрегатов. Остаточное осевое усилие ротора воспринимают два упорных подшипника 9. Рабочее колесо литое, одностороннего входа. Направляющий аппарат – литой.
48704. Влияние формы контура области питания скважины. Возможность использования формулы радиального притока в случае нерадиального движения жидкости к скважине 891.5 KB
  Представим себе, что в однородный горизонтальный пласт весьма больших (теоретически неограниченных) размеров и постоянной мощности проведены гидродинамически совершенные равнодебитные нагнетательная и эксплуатационная скважины одинакового радиуса R.