Тепловой эффект реакции. Выполнение работы

• Название: Выполнение работы
• Дата: 31.01.2023
• Размер: 18.34 Kb.
• Имя файла: Тепловой эффект реакции.docx
• Тип: Документы; #914038

Определение теплоты реакции нейтрализации

Выполнение работы

Любая реакция нейтрализации сильной кислоты щелочью сводится к процессу Н⁺ + ОН^‾ → Н₂О.

Для определения теплового эффекта реакции можно воспользоваться упрощенным калориметром, состоящим из двух стаканов – внешнего и внутреннего.

Работу следует выполнять в следующем порядке.

В сухой внутренний стакан калориметра с помощью мерного цилиндра налить 25 мл 1 н. раствора щелочи. В отдельный сухой стакан налить 25 мл 1 н. раствора серной кислоты. Опустить в раствор щелочи термометр. Записать температуру раствора и, не вынимая термометр из калориметра, быстро влить кислоту в щелочь. Осторожно помешивая раствор термометром, отметить и записать максимальную температуру. Эту температуру считать конечной.
Требования к результатам работы

Исходные данные и результаты расчетов занести в таблицу 1.
Таблица 1

Данные опыта и результаты расчетов

Температура Т, К		Изменение энтальпии ∆Н, кДж	∆Н°нейтр.практ., кДж/моль	∆Н°нейтр. теор., кДж/моль	Относит. ошибка опыта Е, %
начальная	конечная
299,15	304,15	1,045	41,8	285,5	85,37

1. Вычислить изменение энтальпии реакции ∆Н по формуле:

ΔH = −V ∙ ρ ∙ c ∙ ΔТ,

где V – общий объем раствора, мл; ρ – плотность раствора, г/мл; с – теплоемкость раствора, Дж/(г∙К); ΔТ – разность между конечной и начальной температурами. Принять плотность раствора после нейтрализации равной 1 г/мл, а теплоемкость раствора − равной теплоемкости воды, т.е. 4,18 Дж/(г∙К).

2. Вычислить тепловой эффект реакции нейтрализации ∆Н°_{нейтр.(практ.)} в расчете на 1 моль эквивалентов кислоты. Так как 1 моль эквивалентов кислоты содержится в 1 л раствора (концентрация равна 1 н.), а для реакции было взято 25 мл, то



3. Используя следствие из закона Гесса, рассчитать теоретическое значение изменения энтальпии реакции нейтрализации ∆Н°_{нейтр.(теор.)} для уравнения реакции:

Н⁺ + ОН^‾ → Н₂О.

Значения стандартных термодинамических функций состояния системы приведены в таблице 2.
Таблица 2

Стандартные энтальпии образования ∆Н°₂₉₈

Вещество	∆Н°298, кДж/моль
Н+	-
ОН‾	-230,2
Н2О	-285,8

4. Рассчитать относительную ошибку опыта Е (%):


Расчёты:

1. Вычислить изменение энтальпии реакции ∆Н по формуле:

ΔH = −V ∙ ρ ∙ c ∙ ΔТ,

где V – общий объем раствора, мл; ρ – плотность раствора, г/мл; с – теплоемкость раствора, Дж/(г∙К); ΔТ – разность между конечной и начальной температурами. Принять плотность раствора после нейтрализации равной 1 г/мл, а теплоемкость раствора − равной теплоемкости воды, т.е. 4,18 Дж/(г∙К).

ΔТ = Т_н. – Т_к. = 304,15 – 299,15 = 5 К
ΔH = 50*1*4,18*5 = 1045 дж = 1,045 кДж
2. Вычислить тепловой эффект реакции нейтрализации ∆Н°_{нейтр.(практ.)} в расчете на 1 моль эквивалентов кислоты. Так как 1 моль эквивалентов кислоты содержится в 1 л раствора (концентрация равна 1 н.), а для реакции было взято 25 мл, то

= (1,045 * 1000) / 25 = 41800 Дж = 41,8 кДж/моль
3. Используя следствие из закона Гесса, рассчитать теоретическое значение изменения энтальпии реакции нейтрализации ∆Н°_{нейтр.(теор.)} для уравнения реакции:

Н⁺ + ОН^‾ → Н₂О.

Значения стандартных термодинамических функций состояния системы приведены в таблице 2.

соответственно равны 0; -230,2 и -285,8 кДж/моль
4. Рассчитать относительную ошибку опыта Е (%):


E = (285,8 – 41,8) / 285.8 * 100% = 85,37 %