Тема №1. Введение в практикум. Основные законы химии. Классификация и номенклатура неорганических соединений. Способы выражения концентрации растворов. Основы количественного анализа

Лабораторная работа №1 «Приготовление раствора заданной концентрации»

Опыт №1.Приготовление раствора серной кислоты заданной концентрации.

Цель.Научиться готовить растворы методом разбавления на примере раствора серной кислоты

Оборудование. Мерные цилиндры, пипетки, склянка с пробкой, воронка, средства индивидуальной защиты.

Реактивы. Концентрированный раствор серной кислоты, вода дистиллированная.

Задание. Приготовить ______ мл раствора серной кислоты c молярной концентрацией около _______моль/л методом разбавления из ________.

Расчеты.

1) расчет объема концентрированной серной кислоты, необходимый для приготовления _____моль/л _______ мл раствора.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2) расчет объема дистиллированной воды:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Сущность работы.Разбавление исходной концентрированной кислоты водой для получения раствора заданной концентрации в соответствии с предварительным расчетом.

Методика. Мерным цилиндром отмерьте _____ мл дистиллированной воды и перелейте в чистую склянку с пробкой. Отмерьте мерным цилиндром или пипеткой __________ мл ______ раствора серной кислоты и осторожно перелейте в ту же склянку. Полученный раствор перемешайте.

На склянку наклейте этикетку с названием раствора, его концентрацией, фамилией приготовившего и датой приготовления.

Вопросы к защите работы.

1. Приведите правила техники безопасности при работе с концентрированной серной кислотой.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Меняются ли при разбавлении раствора количество вещества и концентрация кислоты?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. С какой точностью следует рассчитывать объем концентрированной серной кислоты для отмеривания мерным цилиндром, пипеткой?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Тема № 2. Строение вещества. Элементы химической термодинамики и биоэнергетики.

Лабораторная работа №2. «Определение теплоты реакций нейтрализации

Цель.Приобрести навыки калориметрического определения теплот химических реакций и обработки, данных эксперимента. Проверить зависимость теплот реакций нейтрализации от природы реагирующих кислот и оснований.

Оборудование. Калориметр, мерные цилиндры, термометр, воронка, мешалка.

Реактивы.Растворы_______________________________________________________________моль/л

Задание. Определить теплоту реакции нейтрализации ___________________ кислоты раствором гидроксида __________________.

Методика.

Подготовьте для работы калориметр: проведите внешний осмотр его, чтобы убедиться в исправности всех деталей; ополосните дистиллированной водой стакан; проверьте работу мешалки и настройте ее.

Рисунок 1. Схема калориметра.

	1. Стакан
2. Кожух из пенопласта или поролона
3. Термометр
4. Мешалка
5. Воронка

Запишите в лабораторном журнале исходные данные:

Масса внутреннего стакана калориметра m₁,___________ г

Объемы растворов реагирующих веществ V,___________ мл

Концентрация растворов с, ____________________ моль/л

Плотность растворов р,____________________ г/мл

Удельная теплоемкость растворов (воды) С_т(Н₂0) = 4,184 Дж/(г·К)

Удельная теплоемкость стекла С_т(ст)= 0,753 Дж/(г-К)

Методика: Мерными цилиндрами отмерьте равные объемы растворов кислоты и основания. Температуру одного из растворов, например основания, измерьте непосредственно в цилиндре термометром, вынутым из калориметра. После этого термометр ополосните дистиллированной водой и снова вставьте в калориметр. Раствор кислоты перелейте через воронку в стакан калориметра и также запишите его температуру. Раствор щелочи быстро прилейте в калориметр к раствору кислоты, перемешайте в течение нескольких секунд и наблюдайте за столбиком ртути термометра. Запишите самое высокое показание. Полученные экспериментальные данные внесите в таблицу 1.

Таблица 1

Результаты калориметрического определения реакции нейтрализации.

Измеренные и вычисленные величины	Реагирующие вещества
Температура раствора кислоты t0к
Температура раствора основания t0о
Начальная температура опыта t01= 0,5(t0к + t0о)
Наивысшая температура после смешения t02
Δt0= t02 - t01
Q,кДж
ΔНр, кДж/моль

Анализ результатов. Для вычисления по экспериментальным данным теплоты реакции нейтрализации сначала рассчитайте общую теплоемкость калориметра Cm, учитывая теплоемкость раствора и теплоемкость стакана:

Cm = Cm(cm)·m(cm) + Cm(H₂O)·m(р-р) ____________________________________________________________________________

где m(р-р) - масса раствора в калориметре, вычисляемая по объему раствора и плотности. Плотность может быть принята равной 1 г/мл.

Затем вычислите выделившуюся в калориметре теплоту Q = Cm·Δt⁰

Q =_________________________________________________________________________

Эта теплота постепенно по мере выравнивания температуры передается в окружающую среду и может быть принята равной по абсолютному значению изменению энтальпии системы (калориметра): ΔHк = -Q

ΔHк =_______________________________________________________________________

Для расчета теплоты реакции ΔHр-иинайденное значение теплоты необходимо пересчитать на 1 моль реагирующей кислоты или основания, что соответствует 1 моль образующейся воды: ΔHр-ии = ΔHк/n(x)= ΔHк/С(х)∙V, где n(x) - количество одного из веществ, участвующих в реакции

ΔHр-и = _____________________________________________________________________

Рассчитайте теоретическое значение стандартной энтальпии изученных реакций, используя термодинамические свойства веществ и сравните с полученными значениями.

ΔH^о₂₉₈ р-и = __________________________________________________________________

Вывод______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопросы к защите работы

1. Каковы основные источники ошибок в проведении эксперимента?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. На какие промежуточные стадии можно разделить процесс нейтрализации слабой кислоты сильным основанием?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Чем объясняется постоянство стандартных теплот реакций нейтрализации для разных сильных кислот и оснований?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Тема № 3. Химическая кинетика и катализ. Химическое равновесие. Учение о растворах. Коллигативные свойства растворов.

Лабораторная работа №3. «Изучение зависимости скорости реакции от концентрации и температуры», «Качественные опыты по химическому равновесию», «Изучение явлений плазмолиза и гемолиза эритроцитов.

Опыт №1.Зависимость скорости реакции от концентрации.

Цель.Изучить влияние концентрации на скорость химического процесса

Оборудование.Мерные пробирки – 2шт.; штатив с пробирками, секундомер.

Реактивы.Раствор серной кислоты С(H₂SO₄) = 0,2 моль/л, раствор тиосульфата натрия С(Na₂S₂O₃) = 0,2 моль/л.

Задание. Изучить зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ на примере взаимодействия тиосульфата натрия с серной кислотой: Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + SO₂↑ + S↓ + H₂O

Методика. Для проведения эксперимента приготовьте 3 пробирки, в которые, пользуясь мерной пипеткой, поместите различные объемы раствора тиосульфата натрия. К каждому из этих растворов, при перемешивании прилейте дистиллированную воду, а затем раствор серной кислоты в объемах, указанных в таблице. Отметьте и запишите в таблицу время в секундах, за которое, после добавления серной кислоты, наблюдалось образование осадка коллоидной серы (появление мути). Появление мути нужно смотреть на темном фоне в проходящем свете.

Сразу после выпадения осадка следует быстро вымыть пробирки!!!!

Таблица 1.