Лабораторная работа Ля 2. Определение теплоты диссоциации слабых кислот и щелочей

Цель: определить теплоту диссоциации слабой кислоты (СНзСООН).

Задачи:

  • - определить постоянную калориметра;
  • - определить теплоту смешения раствора СН3СООН с раствором NaOH;
  • - определить теплоту образования воды (нейтрализации сильной кислоты НС1 сильным основанием NaOH) из опыта (работа № 1) или использовать теоретическое значение;
  • - определить теплоту разведения СН3СООН щелочью;
  • - определить теплоту разведения раствора NaOH кислотой;
  • - рассчитать теплоту диссоциации СН3СООН.

Приборы и реактивы

Учебно-лабораторный комплекс «Химия» в следующей комплектации: центральный контроллер, модель термостат в комплекте со стеклянным стаканчиком (150 см3), термо датчиком, мешалкой и пробиркой для размещения кислоты.

Соль КО, Раствор NaOH (С = 0,15 моль/л), раствор СН3СООН (С= 5 моль/л), дистиллированная вода.

Реакция взаимодействия слабой кислоты с сильным основанием или сильной кислоты с слабым основанием является сложным процессом, состоящим из нейтрализации, диссоциации и взаимного разведения растворов. Слабые электролиты, в частности слабые кислоты и основания в растворе диссоциируют на ионы не полностью. Поэтому, при смешивании слабой кислоты с сильным основанием или слабого основания с сильной кислотой наряду с образованием воды из ионов Н+ и ОН" идет процесс диссоциации слабой кислоты или слабого основания. Так как при смешивании необходимо учитывать разведение кислот и оснований, то тепловой эффект смешивания АН сМеш. в этом случае будет равен сумме следующих тепловых эффектов:

  • - теплоты образования воды из ионов Н+ и ОН" АН ней ;
  • - теплоты диссоциации слабых кислот или оснований АН ()исс;
  • - теплоты разведения кислоты основанием АН л ;
  • - теплоты разведения основания кислотой АН 2;

Порядок выполнения работы

Определяют постоянную калориметра согласно методики, описанной в пп. 1-21.

Определяют теплоту реакции взаимодействия раствора слабой кислоты СН3СООН с раствором NaOH - AHcww . Для этого, в чистый

калориметрический стакан наливают 100 см3 0.15 молярного раствора щелочи и устанавливают его в калориметр. Нейтрализацию проводят 5-молярным раствором уксусной кислоты. В специальную пробирку наливают пипеткой 3 см3 кислоты и устанавливают ее в крышке калориметра. Выдерживают 10 минут для установления равновесия в калориметре.

После установления температуры перейти в меню «Система управления», нажать клавишу «Текущее состояние». Подготовить управление согласно пп. 8-11 (установить дополнительные параметры: размерность - мл; количество мл - 3). После 15 отсчетов температуры через воронку влить раствор кислоты во внутренний стакан калориметра для проведения реакции.

Фиксирование температуры продолжается автоматически до окончания реакции нейтрализации.

Графическим методом определяют время реакции взаимодействия слабой кислоты с сильным основанием и соответствующее ДТСА,СШ согласно пп. 14-21.

Определяют теплоту образования воды (нейтрализации сильной кислоты НС сильным основанием NaOH) - АН нейтр из опыта

(см. работу № 1) или берут значение АН = -55.9 кДж/моль.

Определяют теплоту разведения кислоты СНъСООН щелочью - ДНразвЛ. Для этого вновь наливают в чистый калориметрический

стакан 100 см3 дистиллированной воды. В пробирку в крышке калориметра помещают 3 см3 раствора уксусной кислоты (С= 5 моль/л). Проводят эксперимент аналогично определению теплоты реакции смешения.

Графическим методом определяют время реакции разведения и соответствующее изменение температуры АТраж/

Расчет теплоты диссоциации

Рассчитывают АНсл|в1л по уравнению

где ш - общая масса раствора в калориметре (масса раствора кислоты + масса раствора щелочи); с - теплоемкость воды - 4,18 Дж/гтрад; ЛТс_ - изменение температуры в ходе реакции смешивания, °С; К - постоянная калориметра, Дж/град.

Рассчитывают теплоту разведения кислоты щелочью по уравнению

где m - общая масса раствора в калориметре (масса воды + масса кислоты); с - теплоемкость воды - 4,18 Дж/г-град; АТ л -

изменение температуры реакции разведения, °С; К - постоянная калориметра, Дж/град.

Рассчитывают тепловой эффект реакции диссоциации по уравнению (1.32). Теплотой разведения щелочи кислотой АН 2 в

данном случае можно пренебречь, так как объем щелочи значительно больше объема кислоты:

Сделать выводы по работе.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >