 |
|
Этап 2. Определение теплового эффекта нейтрализации щелочи сильной кислотой.
А) Нейтрализация раствора HCl
1. Приготовить в нужном количестве растворы кислоты и щелочи заданной концентрации в соответствии с заданием. Раствор кислоты готовят из раствора соляной (серной) кислоты (1:1), раствор щелочи – из 2н раствора КОН (NaOH). Для приготовления пользуются мерными цилиндрами.
2. Теплоту нейтрализации определяют в калориметре (рис. 1). В стакан калориметра наливают 200 мл 0,2 н.(или 0,4 н)раствора щелочи (КОНили NaOHпо указанию преподавателя). Раствор щелочи должен иметь комнатную температуру. Калориметр закрывают, вставляют в отверстие крышки мешалку, воронку и термометр. До окончания эксперимента калориметр не открывают! В коническую колбу наливают раствор щелочи. Сосуды с кислотой и щелочью должны находиться в одном и том же месте, вдали от нагревательных приборов.
Весь калориметрический опыт делят на три периода: 1 – предварительный период (не менее 10 мин); 2 – главный период, соответствующий протеканию термохимического опыта (реакции нейтрализации); 3 – заключительный период (не менее 10 мин). В течение опыта каждую минуту наблюдают за температурой, которая может изменяться в результате обмена с окружающей средой. Если на начальном этапе есть сильные скачки температуры, то необходимо увеличить продолжительность начального периода. Когда установится равномерный ход температуры, т.е. когда изменение температуры каждую минуту будет одинаковым, начинают ее записывать.
Производят 10 измерений температур. На 11-ой минуте в калориметр через воронку вливают раствор щелочи. Смесь тщательно перемешивают. На 11-ой минуте измерение температуры не производят. Начиная с 12-ой минуты, измеряют температуру смеси тем же термометром, что и температуру раствора кислоты. Результаты измерений записывают в таблицу 1.
Помещают в раствор мешалку, закрывают калориметр крышкой и вставляют термометр. Приступают к калориметрическим измерениям. По окончании предварительного периода, на шестой минуте осторожно выливают кислоту в раствор щелочи (не обливать кислотой крышку калориметра!). Отверстие в крышке калориметра закрывают пробкой, раствор продолжают перемешивать и следят за ходом температуры в главном (фиксировать температуру через 30 секунд!) и заключительном периодах. Результаты калориметрических измерений заносят в таблицу 2 отчета.
Таблица 2
Результаты калориметрических опытов
| 200 мл 0,2 н. раствора щелочи | ||||
| А) объем ………кислоты = … мл; ρ(кислоты) = … г/см3; ω (кислоты) = …%; С(1/z*кислоты) = ….. моль/л | Б) объем ………кислоты = … мл; ρ(кислоты) = … г/см3; ω (кислоты) = …%; С(1/z*кислоты) = ….. моль/л | |||
| Период калориметрического опыта | Время от начала опыта, мин. | Показания термометра Бекмана | ||
| Опыт А | Опыт Б | |||
| Предварительный (5мин) | ||||
| … | ||||
| Главный | 5,5 | |||
| … | ||||
| Заключительный | ||||
| … | ||||
Б) Нейтрализация раствора
Аналогично определяют теплоту нейтрализации серной или азотной кислоты той же щелочью. Количество кислоты должно быть в избытке (проверить вычислением).
Обработка экспериментальных данных