Лабораторна робота № еление теплоти гідратації сульфату міді (ii) - студопедія

Мета: познайомитися з законом Гесса і використовуючи його, визначити тепловий ефект гідратації безводного сульфату міді (II).

Як відомо, більшість хімічних реакцій супроводжуються виділенням (екзотермічні реакції) або поглинанням (ендотермічні реакції) теплоти. Перший початок термодинаміки дає можливість розрахувати тепловий ефект хімічної реакції при різних умовах її проведення.

Тепловий ефект (теплота) хімічної реакції-кількість теплоти, що виділилася або поглинути в ході реакції. Рівняння процесів, в яких вказані теплові ефекти, називаютсятермохіміческімі.

Щоб віднести парниковий ефект або ентальпію реакції до 1 молю певної речовини, термохимические рівняння іноді мають дробові коефіцієнти:

Теплові ефекти, що супроводжують перебіг хімічних реакцій, є предметом одного з розділів хімічної термодинаміки - термохімії. Довгий час теплової ефект було прийнято позначати буквою Q. В даний час теплової ефект прийнято позначати # 8710; H. H - ентальпія системи, міра енергії, що накопичується речовиною при його утворенні. При екзотермічних реакціях тепло виділяється, при цьому ентальпія системи зменшується. У разі ендотермічних реакцій теплота поглинається, отже, ентальпія збільшується. Очевидно Q = - # 8710; H.

Теплота утворення речовини - тепловий ефект реакції утворення 1 моля складної речовини з простих. Теплоти утворення простих речовин приймаються рівними нулю.

Теплота згоряння речовини - тепловий ефект реакції окислення 1 моля речовини в надлишку кисню до вищих стійких оксидів.

Теплота розчинення - тепловий ефект процесу розчинення 1 моля речовини в нескінченно великій кількості розчинника. Теплота розчинення складається з двох складових: теплоти руйнування кристалічної решітки (для твердої речовини) і теплоти сольватації:

оскільки # 916; Нкр.реш. завжди позитивно (на руйнування кристалічної решітки необхідно затратити енергію), а # 916; Нсольв. завжди негативно, знак

# 916; Нраств. визначається співвідношенням абсолютних величин # 916; Нкр.реш. і # 916; Нсольв. :

Основним законом термохімії є закон Гесса, що є окремим випадком першого початку термодинаміки:

Тепловий ефект хімічної реакції, що проводиться в ізобарно-ізотермічних або ізохорно-ізотермічних умовах, залежить тільки від виду та стану вихідних речовин і продуктів реакції і не залежить від шляху її протікання.

зміна ентальпії # 916; Н (парниковий ефект ізобарного процесу Qp) і зміна внутрішньої енергії # 916; U (парниковий ефект ізохоричного процесу Qv) не залежить від шляху, по якому система переходить з початкового стану в кінцеве.

Робота проводиться в калориметричної установки. Як калориметр використовується сухий пластмасовий стакан з теплозахисного оболонкою (термос), мішалка і термометр. У калориметрический стакан налити 100 мл дистильованої води і, почекавши 5-7 хвилин, виміряти її температуру з точністю до 0,1 о С (t1). Отримати у викладача навішення безводного сульфату міді (II) (масою 3 грами), насипати сіль в стакан, розчинити її при перемішуванні мішалкою, відзначити максимальну температуру (t2).

Розрахунки сумарною теплоти гідратації і розчинення безводного сульфату міді (II) вести в такій послідовності:

1) Обчислити величину зміни температури: # 8710; t = t2 - t1

2) Обчислити масу розчину: m = mсолі + mводи. Масу води розрахувати, враховуючи, що щільність води дорівнює 1 г / см 3

3) Обчислити кількість теплоти, витраченої на розчинення сульфату міді (II) за формулою:

q1 = c # 8729; # 1772; # 1772; # 1772; m # 8729; # 8710; t,

де с - питома теплоємність (прийняти рівною 4,184 Дж / (м К).

4) Перерахувати тепловий ефект розчинення безводного сульфату q1 на 1 моль речовини Q1.

Після цього повторити досвід, взявши мідний купорос CuSO4 # 8729; 5Н2 О в кількості 5 м Досвід і розрахунки провести так само, як з безводним сульфатом міді. У цьому досвіді визначити теплоту розчинення мідного купоросу q2. Перерахувати на 1 моль кристалогідрату Q2 і визначити теплоту гідратації по різниці теплот розчинення безводної солі і кристалогідрату, перелічених на 1 моль речовини: Qгідратаціі = Q1 - Q2. Всі результати і проведені розрахунки записати в таблицю 1.

Таблиця 1 - Результати визначення теплоти гідратації

1) Які розрахунки можна проводити на основі закону Гесса?

2) Як використовуючи теплоти освіти розрахувати тепловий ефект реакції?

3) Як використовуючи теплоти згорання розрахувати тепловий ефект реакції?

4) Що таке теплота розчинення і гідратації?

5) Як пов'язані між собою тепловий ефект реакції і ентальпія?

5 Лабораторна робота № 5. ШВИДКІСТЬ ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ

Мета: Експериментально вивчити залежність швидкості протікання хімічних реакцій від концентрації, температури і каталізатора.