лабораторные работы. Лабораторная работа 1а. Определение энтальпии диссоциации слабого электролита Оборудование и реактивы

• Название: Лабораторная работа 1а. Определение энтальпии диссоциации слабого электролита Оборудование и реактивы
• Дата: 20.02.2022
• Размер: 1.91 Mb.
• Имя файла: лабораторные работы.doc
• Тип: Лабораторная работа; #368172
• страница: 1 из 10

Лабораторная работа № 1а. Определение энтальпии диссоциации слабого электролита

Оборудование и реактивы

Стеклянный стакан объемом 500 мл – 1 шт.; фарфоровый или стеклянный внешний стакан объемом 750 мл – 1 шт.; стеклянный стакан объёмом 50 мл – 1 шт.; стеклянная палочка для перемешивания – 1 шт.; кристаллизатор – 1 шт.; штатив с лапками – 1 шт.; термометр Бекмана – 1 шт.; мерный цилиндр объемом 25 мл – 1 шт.; мерный цилиндр объемом 500 мл – 1 шт.; секундомер, весы, раствор слабой кислоты (уксусной или муравьиной) концентрацией 0,1 или 0,2 моль/л; гидроксид натрия или калия – раствор концентрацией 1 моль/л.

Выполнение работы

1. Получить у преподавателя наименование слабой кислоты, с которой будет выполняться эксперимент.

2. Взвесить на технических весах внутренний стакан калориметрической установки и стеклянную палочку-мешалку (т.е. все стеклянные части установки вместе!).

3. Определить объем ртутного баллона термометра. Для этого опустить «нос» термометра в мерный цилиндр объемом 25 мл, куда предварительно налито около 15 мл воды и, по разности уровней жидкости в цилиндре, определить объем ртути, V_Hg.

4. Во внутренний стакан калориметрической установки поместить 300 мл раствора кислоты V_к (отбирать цилиндром на 500 мл). Массу раствора считать равной 300 г, т.к. раствор разбавленный и его плотность можно считать равной единице.

5. В химический стакан объёмом 50 мл налить около 20 мл раствора щелочи и взвесить. По разности определить массу щелочи m_щ = m_{стакана с раствором}  m_{стакана}.

6. Собрать калориметрическую установку: в фарфоровый стакан поместить стеклянный стакан с раствором кислоты, положить палочку для перемешивания и аккуратно опустить в раствор термометр Бекмана.

7. Для установления температурного равновесия перед началом опыта выждать 2-3 мин, помешивая раствор кислоты в стакане.

8. Пустить секундомер и через каждые 30 секунд записывать показания температуры (см. табл.) по термометру Бекмана в течение 5 минут (10 показаний) при постоянном перемешивании (начальный период).

9. Не прекращая отсчета времени и измерения температуры!!! вылить щелочь в кислоту. По-прежнему через каждые 30 секунд записывать показания термометра Бекмана до установления до установления равномерного изменения температуры в калориметрической установке (главный период).

10. Получить еще 10 показаний при равномерном изменении температуры в калориметрической установке (конечный период).

Содержание протокола лабораторной работы

1. Название слабой кислоты и ее химическая формула.

2. Концентрация раствора слабой кислоты С_к.

3. Масса стеклянных частей m_cт. = __________, г.

4. Масса внутреннего стакана калориметрической установки m_{стакана}, г.

5. Масса раствора m_р-ра, г.

6. Масса щелочи m_щ, г и ее химическая формула.

7. Объем раствора щелочи V_щ, мл.

8. Концентрация раствора щелочи С_щ, моль/л.

9. Объем ртутного баллона термометра V_Hg, мл.

10. Измерения температуры:

№	Время, с	Температура, Б
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

Обработка результатов эксперимента

1. Результаты эксперимента оформить в виде таблицы:

Время, с	Температура, Б	Время, с	Температура, Б	Время, с	Температура, Б
Начальный период		Главный период		Конечный период

2. Построить графики зависимости Т = f(τ), отражая показания температуры по начальному и конечному периодам



Пример построения зависимости изменения температуры от времени.
3. Обработать полученные графические зависимости по следующей схеме.

= Провести линии тренда для начального и конечного периодов.

= Соединить последнюю точку начального периода с начальной точкой конечного периода.

= Полученную линию разделить пополам.

= Через точку середины провести перпендикуляр к оси абсцисс.

= Продлить линии тренда начального и конечного периодов до пересечения с перпендикуляром – получим значение изменения температуры Т



Пример графической обработки результатов эксперимента.

4. Рассчитать теплоемкость калориметрической установки по уравнению:

С_cal = C_р-р(m_p-p + m_щ) + С_HgV_Hg + C_стm, Дж/К,

где C_р-р – удельная теплоемкость раствора, 4,18 Дж/гК; m_p-p – масса раствора во внутреннем стакане, г; m_щ – масса раствора щелочи в пипетке, г; С_Hg – объемная теплоемкость ртути и стекла, 1,92 Дж/см3К, V_Hg – объем баллона термометра, содержащего ртуть, мл; C_ст – удельная теплоемкость стекла, 0,79 дж/гК; m – общая масса стеклянных частей калориметрической установки, г.

5. Вычислить тепловой эффект процессов нейтрализации и диссоциации по уравнению:

, Дж/моль,

где n_щ – количество вещества щелочи в пипетке, моль,

,

где С_m – моляльная концентрация раствора щелочи (KOH или NaOH), моль/кг; – масса раствора щелочи, кг; М_щ – молярная масса щелочи, кг/моль.

6. Пользуясь справочными данными рассчитать процесса нейтрализации: Н⁺ + ОН^ = Н₂О.

7. Вычислить изменение энтальпии диссоциации по уравнению:

_dissH = _rH  _neutrH.

8. Оценить относительную инструментальную ошибку:

.

Относительную погрешность расчетного определения теплоемкости системы обычно принимают равной 3 %; погрешность определения температуры определяется ценой деления термометра Бекмана (0,005°Б), массы – технической характеристикой весов (0,01 г).

9. Рассчитать абсолютную погрешность измерения теплового эффекта. Ответ записать по форме: .

Содержание отчета по лабораторной работе

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Ход эксперимента.

4. Экспериментальные данные (см. протокол к лабораторной работе).

5. Обработка экспериментальных данных.

6. Вывод.