Цель работы. Экспериментальное определение теплового эффекта реакции
нейтрализации.
Попросить учащихся назвать порядок работы.
Порядок работы.
Опыты по определению тепловых эффектов химических реакций проводятся в
специальных приборах, называемых калориметрами. Простейший калориметр состоит из
двух стаканов, вставленных один в другой и имеющих теплоизоляционную прокладку для
уменьшения теплообмена со внешней средой. Сверху прибор закрывается крышкой с
тремя отверстиями для химической воронки, мешалки и термометра.
1. Взвесьте на технохимических весах калориметрический стакан. Массу стакана ( m 1 )
запишите в тетрадь.
2. Отмерьте цилиндром 75 мл 1М раствора серной кислоты и налейте ее в
калориметрический стакан. Измерьте термометром температуру раствора кислоты ( t k ).
3. Отмерьте цилиндром 75 мл 1М раствора гидроксида натрия и вылейте его в стеклянный
стакан. Измерьте термометром температуру раствора щелочи ( t щ ).
4. Соберите как показано на рисунке калориметрический прибор и через воронку быстро
при постоянном перемешивании влейте раствор щелoчии в раствор серной кислоты.
5. По термометру отметьте самое высокое значение температуры в реакционном стакане (
t 2 ).
Форма лабораторного отчета.
1. Название лабораторной работы.
2. Краткое описание, цель работы.
3. Уравнение реакции нейтрализации.
4. Экспериментальные данные:
а) масса калориметрического стакана m 1 =
б) температура раствора кислоты t к =
в) температура раствора щелочи t щ =
г) самая высокая конечная температура t 2 =
5. Расчеты:
а) исходная температура раствора в калориметре (t 1 )
t 1 = ( t к + t щ ) / 2 = …
б) масса раствора в калориметре (m 2 )
m 2 = 75 ( r k + r щ )
где r k и r щ - плотности 1,00 М растворов H 2 SO 4 и NaOH
в) количество теплоты, выделившейся в процессе реакции: q = ( t 2 - t 1 ) (c 1 m 1 + c 2 m 2 ) = ...
где с 1 -удельная теплоемкость алюминия с 1 = 0,88 Дж/г град
с 2 - удельная теплоемкость раствора с 2 = 4,18 Дж/г град
г) экспериментальное значение (Q )
Q . = 1000q / 75
д) относительная ошибка эксперимента
K =
6. Выводы.
2H2S + SO2 = 3S + 2H2O
2Al + 3S = Al2O3
Считаем теоретический выход сульфида алюминия. Если 22,05 г это 70%, то х г это 100%. х = 22,05*100/70 = 31,5 г. Ну и сразу количество m/M = 31,5/150 = 0,21 моль. Значит по реакции серы нужно было в 3 раза больше = 0,21*3 = 0,63 моль.
Считаем сколько теоретически должно было образоваться серы в первой реакции. Сначала количество сероводорода m/M = 16,32/34 = 0,48 моль, а серы в 1,5 раза больше = 0,48*1,5 = 0,72 моль.
Во второй реакции серы было 0,63*32 = 20,16 г, а в первой должно было образоваться 0,72*32 = 23,04 г. Делим 20,16/23,04 = 0,875.
ответ: 87,5%
1 реакция
2 реакция
Считаем сколько у нас есть хлороводорода.
Если в 1 литре 1 моль, то в 0,01 литре 0,01 моль.
По второй реакции количество вещества НСl и MeCl одинаково, а значит можем найти молярную массу MeCl m/n = 0.746/0.01 = 74.6 г/моль. Отнимаем хлор 74,6-35,5 = 39,1. Металл - Калий (1 пункт).
По двум уравнениям видим, то количества веществ хлороводорода и калия одинаковы = 0,01 моль, значит масса калия n·M = 0.01·39 = 0.39 грамм. Делим это на массу амальгамы и умножаем на 100 для процентов 0,39/100*100 = 0,39% (пункт 2).
(Пункт 4) Если металл не взаимодействует с водой, то можно амальгаму растворять в разбавленных соляной или серной кислотах. Если же металл не взаимодействует с кислотами, то состав определяют по разной плотности разных амальгам.