ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОТЫ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ

Опыт 1. Определение теплоты реакции нейтрализации

Ход работы:

Во взвешенный калориметрический стакан помещают 50 мл 1, 0 н раствора щелочи и записывают показатель термометра. В отдельный стакан отмеривают 50 мл 1, 0 н раствора кислоты и измеряют его температуру. Затем при работающей мешалке через воронку вливают раствор кислоты в калориметр. Отмечают самую высокую температуру, которую покажет термометр после сливания растворов.

Определение проводят по два раза с сильными кислотами и основаниями и один раз со слабыми, например:

Результаты опытов записывают в таблицу по форме: (см. приложение 1)

 

Измеряемые величины
Масса калориметрического стакана m1, г
Концентрация растворов, N
Объем каждого раствора V, мл
Температура каждого раствора. tº С
Начальная температура
Температура после нейтрализации
Общая масса растворов

Обработка результатов эксперимента. Для вычисления по экспериментальным данным теплоты реакций нейтрализации сначала рассчитывают общую теплоемкость калориметра С, учитывая теплоемкость раствора и теплоемкость внутреннего стакана:

Удельную теплоемкость стекла (C₁) принять равной 0, 753 Дж/г× град, раствора (C₂) = 4, 184 Дж/г× град, плотность раствора 1 г/мл.

Затем вычисляют выделившуюся в калориметре теплоту:

где   

Эта теплота постепенно, по мере выравнивания температуры передается в окружающую среду и может быть принята равной по абсолютной величине изменению энтальпии системы (калориметра):

Для расчета стандартной теплоты реакции нейтрализации найденное значение теплоты необходимо пересчитать на 1 моль реагирующей кислоты или основания, что соответствует 1 моль образующейся воды:

,

или

где n - количество одного из веществ, участвующих в реакции, которое требуется рассчитать по исходным данным.

Сравните полученные величины  с общепринятым значением теплоты нейтрализации.

Для всех сильных кислот и щелочей реакция нейтрализации оказывается одним и тем же процессом:

Для них теплота нейтрализации  одинакова с небольшими отклонениями из-за влияния теплоемкостей разных катионов и анионов. По данным справочников, . При участии в реакции слабого электролита, нейтрализация сопровождается его диссоциацией (процесс эндотермический), и измеренная теплота оказывается меньше.

 

Для вычисления ошибки примененного метода и доверительного интервала возьмите результаты аналогичных опытов у 3 - 4 студентов и проведите их математическую обработку. Рассчитайте:

1. Среднее арифметическое отдельных измерений:

2. Абсолютную ошибку:

3. Относительную ошибку:

Вычисления: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Выполнение работы проверил(а)

______________________________

Дата__________

Лабораторная работа 2

СВОЙСТВА БУФЕРНЫХ РАСТВОРОВ

Опыт 1. Приготовление буферных раствора, с различным значением pH. Зависимость рН буферных растворов от соотношений концентраций и разведения их компонентов

Ход работы:

В трех одинаковых пробирках готовят буферные растворы с различным соотношением компонентов. Для этого набирают с помощью градуированных пипеток 0, 1 н раствор CH₃COOH и 0, 1 н раствор CH₃COONa в количествах, указанных ниже.

 

№ пробирки	Состав буферной смеси в мл
	0, 1 н CH 3 COOH	0, 1 н CH 3 COONa
1 2 3	9 5 1	1 5 9

 

Содержимое пробирок перемешивают путем встряхивания.

Затем готовят серию буферных растворов с тем же соотношением концентраций соли и кислоты, но с меньшей суммарной концентрацией компонентов. Для этого пипеткой отбирают по 1, 0 мл приготовленных ранее растворов и к каждому добавляют по 8, 0 мл дистиллированной воды, после чего содержимое пробирок перемешивают.

Т.о., в пробирках 1 и 4, 2 и 5, 3 и 6 находятся растворы с одинаковыми соотношениями концентраций соли и кислоты, но растворы в пробирках 4, 5, 6 являются разбавленными по сравнению с растворами в пробирках 1, 2, 3.

Во все шесть пробирок добавляем по 3 – 4 капли индикатора метилового красного, после чего содержимое пробирок перемешивают. На белом фоне сравнивают окраску растворов между собой: 1 и 4; 2 и 5; 3 и 6.

Рассчитайте рН приготовленных буферных растворов (см. приложение 2).

Формула: ____________________________________________________________

pH₁= ____________________________________________________________________________________________________________________________________

pH₂= ____________________________________________________________________________________________________________________________________

pH₃= ____________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Константа диссоциации уксусной кислоты К_Д = 1, 8•10^-5

Результаты наблюдений и расчетов записывают по форме (см. приложение 1).

 

Пробирки с исходным буферным раствором	1	2	3
c ( CH3COONa): c(CH3COOH)
Цвет буферного раствора после добавления индикатора
рН исходного буферного раствора
Пробирки с разбавленным буферным раствором	4	5	6
c ( CH3COONa): c(CH3COOH)
Цвет разбавленного буферного раствора после добавления индикатора
рН разбавленного буферного раствора

 

Сделайте вывод о зависимости рН буферных растворов от соотношения концентраций компонентов и разведения.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Опыт 2. Выяснение влияния добавления небольших количеств сильных кислот и оснований на рН буферного раствора

Ход работы:

В трех пробирках приготовить по 10 мл буферного раствора ( 5 мл CH₃COOH + 5 мл CH₃COONa). Содержимое пробирок перемешать путем встряхивания. Прибавить в одну пробирку 5 капель 0, 1 н HCl, в другую 5 капель 0, 1 н NaOH, а в третью – 5 капель дистиллированной воды. Пробирки встряхнуть. В каждую пробирку добавить по 4 капли индикатора метилового красного.

Результаты наблюдений записать по форме:

№	Объект изучения	Окраска раствора после добавления индикатора
1	Буферный раствор + 5 капель HCl
2	Буферный раствор + 5 капель NaOH
3	Буферный раствор + 5 капель H2O

 

Сделайте выводы на основании наблюдений. Обосновать выводы, написав уравнения реакций, показывающих механизм действия ацетатной буферной системы (молекулярном и ионном виде).

 

________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Опыт 3. Определение буферной емкости растворов

Ход работы:

В колбу налить 10 мл буферного раствора с рН = 5 (4 мл 0, 1 н CH₃COOH + 6 мл 0, 1 н CH₃COONa) и прибавить 3 капли индикатора метилового красного. Раствор титровать 0, 1 н раствором NaOH до появления окраски (рН = 6, 3).

Рассчитать буферную емкость по формуле:

[моль/л]

Где N_o – нормальная концентрация раствора NaOH

V_o – объем раствора NaOH, пошедший на титрование, мл.

∆ рН – изменение рН испытуемого буферного раствора в процессе титрования

V_{(буф. р-р)} – объем испытуемого буферного раствора, мл.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Опыт 4. Влияние разбавления на буферную емкость

Ход работы:

К 10 мл буферного раствора с рН = 5 (4 мл 0, 1 н CH₃COOH + 6 мл 0, 1 н CH₃COONa) добавить 10 мл дистиллированной воды, 3 капли индикатора метилового красного и титровать 0, 1 н раствором щелочи. Определить буферную емкость как и в предыдущем опыте. V(_{буф. р-р)} = 20 мл (10 + 10)

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Сделать вывод о влиянии разбавления на буферную емкость.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Опыт 5. Определение общей, активной и потенциальной кислотности

Ход работы:

К 10 мл буферного раствора с рН = 5 (4 мл 0, 1 н CH₃COOH + 6 мл 0, 1 н CH₃COONa) прибавить 3 капли индикатора фенолфталеина и титровать 0, 1 н раствором гидроксида натрия NaOH до появления бледно-розового окрашивания. Вычислить общую кислотность, а по разности между общей и активной кислотностями – потенциальную кислотность.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Выполнение работы проверил(а)

______________________________

Дата__________

Лабораторная работа 3

123Следующая ⇒

Поделиться: