Расчеты и обсуждение результатов

Исследуемая реакция в молекулярном виде

______________________________________________________________

Уравнение электронного баланса:

окисление____________________________________________________

__________________________________________________________________

восстановление

_______________________________________________________________

Фактор эквивалентности

________________________________________________________________

Теоретическое значение молярной массы эквивалента металла

________________________________________________________________

Таблица 1. Экспериментальные данные и результаты расчетов

Измеряемая или расчетная величина	Обозначение	Единица измерения	Значение
Масса металла	m (Ме)	г
Температура	T	К
Исходный уровень воды	V1	мл
Конечный уровень	V2	мл
Объем газовой смеси	V=V2-V1	мл
Объем водорода (н.у.)	V0(H2)	мл
Атмосферное давление	P	мм. рт. ст.
Парциальное давление паров воды	h	мм. рт. ст.
Молярная масса эквивалента водорода	М (1/z H2)	г/моль
Молярный объем эквивалента водорода	V (1/z H2)	мл/моль
Масса водорода	m(H2)	г
Экспериментальное значение молярной массы эквивалента металла	М (1/z Me)	г/моль
Валентность металла	z
Экспериментальное значение молярной массы атомов металла (атомные массы)	М (Me)экс	г/моль
Теоретическое значение молярной массы эквивалента металла	М (1/z Me)теор	г/моль
Относительная ошибка	∆	%

Выводы:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Лабораторная работа № 3. Определение теплового эффекта химической реакции (2 часа)

Цель работы:освоить методику экспериментального определения теплового эффекта реакции нейтрализации; использовать закон Гесса для расчетов изменения энтальпии, энтропии и свободной энергии системы.

Рекомендации:при подготовке к работе необходимо повторить раздел «Химическая термодинамика» и ответить на все контрольные вопросы.

Важнейшие понятия:система (гомогенная и гетерогенная); термодинамические системы (открытая, закрытая, изолированная); термодинамические параметры состояния (экстенсивные и интенсивные); термодинамические функции состояния, внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, свободная энергия Гиббса, энтальпия образования, энтальпия сгорания, стандартные состояния и условия, тепловой эффект, экзо- и эндотермические реакции, термодинамическая вероятность системы, термохимия.

Следует уметь:объяснять все важнейшие понятия и давать им определения; определять тип системы; записывать термохимические уравнения; рассчитывать тепловой эффект химических ифизико-химических процессов; оценивать термическую устойчивость соединений на основании закона Гесса; рассчитывать изменение внутренней энергии, энтропии и свободной энергии системы в различных процессах; объяснять термодинамические критерии возможности самопроизвольного протекания процесса и состояния равновесия.

Контрольные вопросы и задания

1. Как изменяется энтальпия системы, если реакция идет с поглощением тепла?

2. Вычислите тепловой эффект реакции NaH_(k)+H₂O_(ж)=NaOH_(р)+H₂(г)

по стандартным энтальпиям образования веществ, участвующих в реакции, если (NaH_(k)) = - 56,94 кДж/моль, (NaOH_(р)) = - 469,47 кДж/моль, (H₂O_(ж)) = - 285,84 кДж/моль.

3. Определите знак изменения энтропии в следующих реакциях:

4NH₃ + ЗО₂ = 6Н₂О_(ж)+ 2N₂

СН_4(Ж) + 4CI₂ = CCI_4(ж)+ 4HCI

СО + ЗН₂ = СH₄ + Н₂О_(ж)

4. В каком направлении нижеприведенная реакция будет протекать самопроизвольно? N₂ + 2H₂O = NH₄NO₂,

если ∆G⁰₂₉₈(NH₄NO₂) = l15,94кДж/моль, ∆G⁰₂₉₈(H₂O_(г)) = - 228,8кДж/моль.

Экспериментальная часть

Методика проведения опыта

Тепловой эффект реакции нейтрализации определяется в простейшем калориметре. Объемы исходных веществ приведены в таблице 1 согласно варианту.

Таблица1. Объемы исходных веществ

Вариант
Объем кислоты, мл
Объем щелочи, мл

При помощи мерного цилиндра поместите раствор одного из реагирующих веществ во внутренний стакан калориметра. Термометром измерьте начальную температуру раствора Т_н. После этого через воронку прилейте второй компонент реакции, отмеренный также с помощью мерного цилиндра. После немедленного перемешивания отметьте самую высокую температуру Т_к. Результаты измерений и расчетов оформите в виде таблицы 2.