Результаты экспериментальных данных

Время измерений, с
Температура измерений, 0С

 

За счет растворения соли происходит быстрое изменение температуры, поэтому пока наблюдается рост температуры, фиксируйте значения через возможно малые промежутки времени (каждые 5-10с).

После того, как растворение соли закончится, изменение температуры замедлится и температурный хо станет равномерным, продолжайте измерения через каждые 30 с. до стабилизации.

Определите тепловое значение калориметрической установки. Для этого нажмите «Ф2». На дисплее появится время, установленное вначале эксперимента для нагрева калориметрической установки. Секундомер начнет работать в режиме обратного отсчета времени. Записывайте данные измерений температуры в рабочий журнал в таблицу 1 каждые 30 с до стабилизации.

После отключения тока нагревателя, рост температуры замедлится, а затем температуры начнет медленно падать, фиксируйте ее изменение через каждые 30 с до стабилизации.

Нажмите клавишу «ОТКЛ» на клавиатуре измерительного прибора.

Результаты температурных измерений представьте в виде графика. На оси абсцисс нанесите время в секундах, на оси ординат – показания температуры.

Тепловой эффект химической реакции может быть рассчитан по формуле:

,

где К - тепловое значение калориметра, количество теплоты, которое необходимо для нагревания калориметра с его содержимым на 1 ⁰С. Определяется экспериментально. Для этого, с помощью электрического нагревателя, включенное в заданное время Dt, калориметрической системе сообщается точно известное количество теплоты q_эл и измеряется соответствующее ему изменение температуры.

Количество тепловой энергии q_эл, сообщенное калориметрической системе при нагреве, вычисляется по формуле Джоуля:

,

 

где U - напряжение постоянного тока, подаваемого на нагреватель, В;

r – сопротивление нагревателя, Ом;

Dt - время нагрева калориметра, с.

Тепловое значение калориметра:

 

.

 

Подставив значение К в формулу, получим значение теплового эффекта реакции.

Измеренный тепловой эффект следует отнести к 1 моль вещества, для чего необходимо разделить его на число молей (n) того из участников реакции, который находится в недостатке, тогда:

 

.

 

Оформление работы см. в разделе 2.7.

 

Лабораторная работа № 2

Определение теплоты реакции нейтрализации

Теоретическая часть

Теплотой нейтрализации называется количество тепла, которое выделяется при взаимодействии 1 моль сильной кислоты с 1 моль сильного основания.

При нейтрализации сильных кислот и оснований теплота нейтрализации почти одинакова. По мере разбавления реагентов теплота нейтрализации приближается к предельной величине, равной 56762, 16 Дж/ г-экв при 20^°С.

Эта величина представляет собой теплоту образования молекул воды из ионов водорода и гидроксила: Н⁺+ ОН^-= Н₂ О+DQ.

Реакцию нейтрализации, например, раствора соляной кислоты раствором гидроксида натрия можно записать так:

 

НС1_xH2O +NaOH _yH2O = NaCl _(x+y)H2O + H₂O _2aq+DQ,

 

где х и у - число молей воды на 1 моль реагента.

Теплоту нейтрализации DQ_нейтр (в расчете на 1 моль кислоты) определяют из уравнения

 

DQ_нейтр= DQ_общ- DQ_раств (1)

 

где DQ _общ- тепловой эффект нейтрализации и разбавления кислоты щелочным раствором;

DQ_раств- тепловой эффект растворения концентрированной кислоты в том же объеме воды (500 мл).

Расчет DQ _общ и DQ_раствведется на основании изменения температуры - Dt_общи Dt_раств - в двух калориметрических опытах:

а) опыта с одновременной нейтрализацией и разбавлением кислоты;

б) вспомогательного опыта для определения только теплоты разбавления (растворения) кислоты.

 

Порядок проведения работы

Опыт № 1. Определение Dt_общ

_· Приготовить раствор щелочи: в стакан налить 350 мл воды и растворить 4, 9 г едкого натра.

_· Термометр Бекмана настроить на нижнюю часть шкалы. Опущенный в раствор щелочи термометр должен показывать 0, 5-1^°С.

_· Раствор щелочи вылить в калориметр (рис.4), сверху установить крышку. Мешалку и термометр погрузить в раствор щелочи.

_· Включить мешалку. Замеры температуры производить произвольно, с любого момента, через каждые 0, 5 мин до тех пор, пока система не стабилизируется.

_· Через воронку в калориметр, не останавливая мешалку, влить 5 мл соляной кислоты. Отсчет температуры продолжить до тех пор, пока система вновь не стабилизируется. Затем опыт прекратить.

_· Показания термометра Бекмана занести в таблицу и построить график в координатах температура - время (см. разд.2.6.). По графику определить изменение температуры Dt_общ.

Опыт № 2. Определение Dt_раств

Опыт проводится аналогично опыту №1, только вместо раствора щелочи берется 350 мл воды.

Показания термометра Бекмана заносят в таблицу. Для определения Dt_раств по полученным данным строят график в координатах температура-время.

По окончании опытов рассчитывают DQ _общи DQ_раств по формуле:

 

DQ= -DН = (С_к+m c) Dt M/q,

где С_к - теплоемкость калориметра, Дж/град;

m - масса раствора в стакане, г;

с - удельная теплоемкость раствора в опыте, Дж/(г град);

D t- изменение температуры раствора в опыте (график);

M - молярная масса кислоты, г/моль;

q - масса кислоты, q=1, 80 г.

Затем из формулы (1) ведут расчет DQ_нейтр.

 

Примечание: ввиду того, что раствор сильно разбавлен, его плотность приближенно можно принимать равной плотности воды r=1 г/см, а теплоемкость исследуемого раствора равной 4, 1Дж/(г град).

Оформление работы см. в разд. 2.7.

 

Лабораторная работа № 3

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. MS Excel. Графическое представление данных.
2. Printf( “Enter size and delta: “ ); //Блок ввода данных
3. Алгоритмы и методы сжатия данных.
4. Анализ портфеля кредитов, выданных малому бизнесу
5. База данных рефератов и цитирования Scopus
6. БАЗЫ ДАННЫХ. MICROSOFT ACCESS 2010
7. Билет № 10 Регулирование рынка. Способы и результаты.
8. Быстрый ввод данных в режиме Стартовый помощник
9. Ввод и вывод данных ( Input and Output of Data )
10. Ввод и редактирование данных
11. Ввод/вывод данных в программу
12. Взращивай силу духа, чтобы защитить себя в неожиданных невзгодах.