Обработка результатов эксперимента. 1. Водород находится в бюретке под давлением ниже атмосферного на величину давления водяного пара, а также разрежения

1. Водород находится в бюретке под давлением ниже атмосферного на величину давления водяного пара, а также разрежения, создаваемого за счет давления столба жидкости в бюретке. Поэтому давление водорода вычисляют по формуле:

P = P_атм − P₁ − P₂,

где Р₁ – давление столба воды в бюретке, Па, Р₁ = 9,8hd_aq, 9,8 – переводной коэффициент из мм вод.ст. в Па; d_aq – плотность воды, равная 1 г/см³; Р₂ – давление насыщенного водяного пара, которое находят по таблице.

Зависимость давления насыщенного водяного пара от температуры

Т, К
Р2, Па	1226,4	1706,2	2332,7	3172,5	4238,9	5625,3

2. Массу выделившегося водорода m_H вычисляют по уравнению Менделеева–Клапейрона:

,

где М_Н – молярная масса водорода, г/моль; V – объем водорода, м³; R – универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж/моль·К.

3. Вычислить эквивалент металла по закону эквивалентов:

,

где Э_М(Н) – эквивалентная масса водорода, равная 1 г/экв

4. По степени окисления металла, указанной преподавателем, определить молярную массу металла. Установить, что это за металл.

5. Вычислить точное значение эквивалентной массы металла и найти относительную погрешность эксперимента:

.

Содержание отчета по лабораторной работе

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Ход эксперимента.

4. Экспериментальные данные

5. Обработка экспериментальных данных.

6. Вывод.

Лабораторная работа № 4. Определение энтальпии реакции нейтрализации

Цель работы: ознакомиться с принципами и практическими приемами определения теплового эффекта реакции нейтрализации. Измерение теплового эффекта реакции основано на первом начале термодинамики. Для определения теплового эффекта реакции необходимо знать теплоемкость системы С_cal и вызванное реакцией изменение температуры DТ.

Общие сведения

Реакция нейтрализации представляет взаимодействие оснований с кислотами, например, NaOH + HCl = NaCl + H₂O. В ионной форме должна быть выражена уравнением H⁺ + OH⁻ = H₂O. Образование из ионов Н⁺ и OH⁻ молекул воды сопровождается выделением значительного количества тепла.

Сильные кислоты и сильные основания в достаточно разбавленных растворах диссоциированы полностью, поэтому общий тепловой эффект реакции нейтрализации для них обусловлен образованием молекул воды из ионов и теплота процесса должна быть близка к стандартной теплоте нейтрализации, вычисленной по закону Гесса.

Слабые кислоты и основания в растворе представлены преимущественно молекулами. Значение теплоты нейтрализации может существенно отличаться от стандартного значения. В этом случае процесс можно разделить на стадии: диссоциация слабого электролита, гидратация ионов и собственно нейтрализация . Тепловой эффект реакции является суммой перечисленных процессов и к теплоте нейтрализации сильного электролита следует добавить эндотермический эффект диссоциации слабого электролита и экзотермический эффект гидратации катиона и аниона :

.

Выполнение работы

1. Собрать упрощенный калориметр из двух вложенных друг в друга стаканов: внутренний стакан (емкостью 100-150 мл) поставить на пористую пробку на дне наружного (емкостью 300-400 мл). Поместить во внутренний стакан стеклянную палочку и термометр с ценой деления 0,1°С.

2. Во внутренний стакан калориметра налить мерным цилиндром 25 мл раствора исследуемой кислоты V_K концентрацией 0,5 М.

3. Поставить внутренний стакан в калориметр.

4. Поместить в раствор кислоты термометр с ценой деления 0,1°С.

5. Измерить температуру кислоты с точностью до 0,1 °С.

6. Мерным цилиндром отмерить 25 мл щелочи.

7. Вылить щелочь в кислоту и осторожно, но быстро перемешать раствор.

8. Измерить температуру полученного раствора с точностью до 0,1 °С.

Содержание протокола лабораторной работы

1. Название кислоты и ее химическая формула

2. Объем раствора кислоты, взятый для опыта V_К = ………….мл

3. Концентрация раствора кислоты С_К = ………………….экв/л

4. Название сильного основания и его химическая формула

5. Объем раствора щелочи, взятый для опыта V_Щ = ………….мл

6. Концентрация раствора щелочи С_Щ = ………………..экв/л

7. Температура раствора начальная Т₁ = ……………°С

8. Температура раствора конечная Т₂ = …………..°С