14.Entalpia zobojetniania, STUDIA, SEMESTR 1, CHEMIA
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Chemia fizyczna
Imię i Nazwisko
Wydział
Rolnictwa i Bioinżynierii
Grupa
Numer ewidencyjny
Temat ćwiczenia
ENTALPIA ZOBOJĘTNIANIA
Data wykonania
Data zaliczenia
1. Cel ćwiczenia:
Zapoznanie się ze sposobem wyznaczania pojemności cieplnej kalorymetru oraz pomiaru entalpii rozpuszczania
i zobojętniania.
2. Sposób wykonania:
Procesowi rozpuszczania krystalicznego NH4Cl lub KCl w wodzie towarzyszy pewien efekt cieplny (ΔH), którego miarą może być zmiana temperatury układu (ΔT) zachodząca w czasie tej przemiany. Znając wartość molowej entalpii rozpuszczania tych związków oraz przyjmując zamiast rzeczywistej pojemności cieplnej (C) średnią pojemność cieplną w granicach temperatur T1, T2, można z następującej zależności wyznaczyć średnią pojemność cieplna kalorymetru:
ΔH = C * Δ1T (14.19)
Ponieważ:
więc:
(14.20)
Gdzie:
C -średnia pojemność cieplna kalorymetru, -molowa entalpia rozpuszczania NH4C1 lub KC1 (kJ*mol-1)
m1 -liczba gramów substancji rozpuszczonej, M1 - masa molowa substancji rozpuszczonej (g), -zmiana temperatury zachodząca w procesie rozpuszczania.
Przekształcając równanie (14.20) do postaci:
(14.21)
można z niego obliczyć entalpię rozpuszczania dowolnej substancji (o masie molowej M2), mierząc zmianę temperatury podczas rozpuszczania m2 gramów badanego związku w rozpuszczalniku (wodzie) o objętości takiej samej, jaka była stosowana do wyznaczania średniej pojemności cieplnej kalorymetru (C).
Zmiana entalpii towarzysząca reakcji zobojętniania wodorotlenku sodu stężonym kwasem siarkowym ( ΔHc -entalpia całkowita) jest sumą entalpii rozpuszczania kwasu siarkowego (ΔHr) i entalpii powstawania cząsteczek wody czyli entalpii zobojętniania (ΔHz):
ΔHC = ΔHr + ΔHz
Stąd:
ΔHZ = ΔHC - ΔHr
Ponieważ w reakcji tej tworzą się dwie cząsteczki wody, wiec:
Korzystając z zależności (14.13) Otrzymujemy ostatecznie:
(14.22)
Gdzie:
m2 - liczba gramów kw. siarkowego użytego do reakcji zobojętniani, M2 -masa molowa kw. siarkowego(g), c -średnia pojemność cieplna kalorymetru, ΔHrm -molowa entalpia rozpuszczania kw. siarkowego (obliczona ze wzoru 14.21) (kJ*mol-1 ) wyznaczona przez rozpuszczenie takiej samej ilości kwasu, jakiej użyto do reakcji zobojętniania, tj.m2
1.Wyznaczenie pojemności cieplnej kalorymetru (jego kalibracja)
a. Odważam w naczyńku wagowym ok. 5g NH4Cl lub KCl (z dokładnością do 0,0001g).
b. Do kalorymetru wlewam 100 cm3 wody i mierzę jej temperaturę w odstępach co 1 min w czasie 10 min.
c. Wsypuję do kalorymetru odważoną wcześniej ilość soli, ciągle mieszając odczytuję temperaturę przez pierwsze 5 min co 0,5 min, następnie co 1 min przez ok. 30 min, wyniki zapisuję w tabeli 1.
2. Wyznaczenie molowej entalpii rozpuszczania kwasu siarkowego VI
a. Do kalorymetru wlewam 100 cm3 wody i mierzę jej temperaturę w odstępach co 1 min w czasie 10 min.
b. Następnie wprowadzam do kalorymetru 2 cm3 stężonego kwasu siarkowego i mierzę zmiany temperatury przez pierwsze 5 min co 0,5 min, następnie co 1 min przez ok. 30 min, wyniki zapisuję w tabeli 2.
3. Wyznaczenie molowej entalpii zobojętniania w reakcji wodorotlenku sodu z kwasem siarkowym.
a. W zlewce, która zawiera 100cm3 wody rozpuszczam NaOH w ilości potrzebnej do zobojętnienia 2 cm3 stężonego kwasu siarkowego. Roztwór oziębiam do temperatury wody stosowanej w poprzednich pomiarach.
b. Oziębiony roztwór NaOH przelewam do kalorymetru i notuję zmiany temperatury w odstępach co 1 min w czasie 10 min.
c. Wprowadzam do kalorymetru 2 cm3 stężonego kwasu siarkowego i ciągle mieszając mierzę temperaturę przez pierwsze 5 min co 0,5 min, następnie co 1 min przez ok. 30 min.
3. Sposób przedstawienia wyników:
1. Wyznaczenie pojemności cieplnej kalorymetru
Zapisuję wskazania termometru w tabeli:
Czas
(min.)
Okres początkowy
Okres główny i końcowy
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
10,5
11
11,5
12
12,5
13
13,5
14
14,5
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
...
[ Pobierz całość w formacie PDF ]