Определение изменения энтальпии реакции нейтрализации

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Кафедра ОТХ

Отчёт по лабораторной работе №1

Определение изменения энтальпии реакции нейтрализации

Выполнили:

Студенты гр. ЭП-04:

/___________/  Тюрикова С.В.

/___________/   Синяков Д. В.

Проверил:

Ассистент каф. ОТХ:

Кужаева  А.А.

                                                                          Оценка: /________/

                                                                                     Подпись: /____________/

Санкт-Петербург

2005 год

Цель работы: определение теплового эффекта процесса нейтрализации кислоты щелочью.

Сущность работы: реакция нейтрализации любой сильной кислоты щелочью сопровождается экзотермическим тепловым эффектом. Для измерения тепловых эффектов реакций в растворах чаще всего применяют диатермические калориметры, для которых энтальпия калориметрической системы постоянна. Для определения теплового эффекта реакции достаточно знать теплоемкость системы и вызванное реакцией изменение температуры системы.

Серная кислота

V_щ = 20 мл; С_KOH =1 H; V =300 мл; С = 0,2 Н; V_Hg = 3,5 мл;

m = 344,7 г; m_{пипетки} = 39,4 г; m_{пипетки с раствором} = 59,5 г; m_KOH = 20,1 г;

m_{стакана с раствором} =545,3 г; m_{стакана} = 245 г; m_р-р= 300,4 г.

Таблица измерений:

Серная кислота   Время, с	Температура,°Б	Время, с	Температура,°Б	Время, с	Температура,°Б
Начальный период		Главный период		Конечный период
30	2,95	330	3,44	360	4,09
60	3,44	360	4,09	390	4,10
90	3,45			420	4,11
120	3,45			450	4,12
150	3,45			480	4,13
180	3,45			510	4,14
210	3,44			540	4,15
240	3,44			570	4,15
270	3,44			600	4,15
300	3,44			630	4,15

График:

Теплоемкость калориметрической установки:

С_cal = C_р-р(m_p-p + m_KOH) + 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_KOH – 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.

С_cal =4,18·(300,4+20,1)+1,92·3,5+0,79·344,7=1618,7 (Дж/К)

Тепловой эффект процесса нейтрализации:

где n_KOH – количество вещества щелочи в пипетке, моль.

Уксусная кислота

V_щ = 20 мл; С_KOH =1 H; V =300 мл; С = 0,2 Н; V_Hg = 3,5 мл;

m = 344,7 г; m_{пипетки} = 39,4 г; m_{пипетки с раствором} = 59,5 г; m_KOH = 20,1 г;

m_{стакана с раствором} =540,7,9 г; m_{стакана} = 245 г; m_р-р= 300,4 г.

Уксусная кислота   Время, с	Температура,°Б	Время, с	Температура,°Б	Время, с	Температура,°Б
Начальный период		Главный период		Конечный период
30	3,45	330	4,14	360	4,71
60	4,14	360	4,71	390	4,7
90	4,15			420	4,69
120	4,15			450	4,69
150	4,15			480	4,68
180	4,15			510	4,67
210	4,15			540	4,66
240	4,14			570	4,66
270	4,14			600	4,66
300	4,14			630	4,66

Теплоемкость калориметрической установки:

С_cal = C_р-р(m_p-p + m_KOH) + 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_KOH – 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.

С_cal =4,18·(300,4+20,1)+1,92·3,5+0,79·344,7=1618,7  (Дж/К)

Тепловой эффект процесса нейтрализации:

где n_KOH – количество вещества щелочи в пипетке, моль.