ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 "ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОТЫ НЕЙТРОЛИЗАЦИИ" - Определение теплоты нейтролизации. Определение интегральной теплоты растворения соли
Теплотой нейтрализации называется количество теплоты, выделенное при взаимодействии 1 моля эквивалента какой-либо кислоты с 1 молем эквивалента какой-либо щелочи в разбавленных растворах.
В случае нейтрализации сильных кислот и щелочей теплота нейтрализации является постоянной величиной, равно 57,40*103 Дж/моль при температуре 18 °С и 55,93*103 Дж/моль при 25 °С. Она представляет собой теплоту образования 1 моля воды из ионов водорода и гидроксила.
При взаимодействии слабой кислоты с сильным основанием и наоборот процесс сопровождается одновременной диссоциацией слабого электролита с соответствующий тепловым эффектом ?Ндисс. Теплота диссоциации является алгебраической сумкой эндотермической теплоты ионов диссоциации молекул на ионы и экзотермический теплоты сольвации ионов, поэтому для различных слабых кислот и оснований имеет различную величину и знак. Измерение теплот нейтрализации слабого и сильного электролитов позволяет рассчитать теплоту диссоциации:
?Ндисс = ?Ннейтр. слаб. * ?Ннейтр. сильн.
Выполнение работы:
1. Для определения теплоты нейтрализации берут избыточное количество щелочи. Раствор щелочи готовят разбавлением 100 мл 10% NaOH в мерной колбе до 500 мл дистиллированной водой. Содержимое колбы необходимо охладить до комнатной температуры.
С помощью цилиндра отбирают 150 мл разбавленного раствора щелочи и наливают в калориметрический стакан. Собирают установку.
Взвешивают на технических весах массу стакана с кислотой. После выливания кислоты в процессе эксперимента стакан взвешивают повторно и по разности находят массу кислоты.
2. Опускают в калориметрический стакан сердечник магнитной мешалки и включают в блок питания в розетку 220 В. Вращая ручку включения магнитной мешалки, устанавливают оптимальную скорость вращения сердечника магнитной мешалки.
Нажимают и удерживают в течение 2 секунд кнопку "ВКЛ" на измерительном преобразователе "ЭКСПЕРТ-001-3" (при этом начнет светиться его жидкокристаллический дисплей).
Выберите время работы электрического нагревателя (tн) при определении теплоемкости калориметрической системы. Для этого на клавиатуре измерительного преобразователя "ЭКСПЕРТ-001-3" необходимо нажать кнопку "Ф2" и далее кнопку "ЧИСЛ". Цифровыми кнопками набирают время работы нагревателя (200 секунд), далее два раза нажимают кнопку "ВВОД".
Кнопками "стрелка влево" или "стрелка вправо" выбирают режим "ТЕРМОМЕТР".
Начинают выполнение опыта, нажав кнопку "ИЗМ". На дисплее появятся данные работы секундомера, работающего в режиме прямого отсчета времени и значения температуры в калориметрическом стакане.
Измерения температуры проводят через каждые 30 секунд в течении всего эксперимента и фиксируют их в лабораторном журнале.
Первоночально определяют тепловой ход калориметрической установки, для этого делают замеры температуры через каждые 30 секунд в течение 5 минут. Если измерения показывают, что в течение пяти минут температурные измерения достаточно равномерны и невелики, начинают непосредственно эксперимент.
В определенный момент времени, ответив его в рабочем журнале, через пластиковую воронку аккуратно и быстро вливают кислоту в калориметрический стакан. После того, когда температура реакционной смеси стабилизируется, проводят замер температуры в течении 5 минут, и далее определяют темплоемкость калориметрический установки.
Для этого нажимают клавишу "Ф2". На дисплее появится время, установленное в начале эксперимента для нагрева калориметрической установки. Секундомер начинает работать в режиме обратного отсчета времени. Записывают данные измерений температуры в рабочий журнал. После отключения тока нагревателя, рост температуры замедлится, а затем температура начнет медленно падать. Фиксируют изменения температуры через каждые 40 секунд в течение 5 минут.
3. Результаты температурных измерений представляют в виде графика. На оси абсцисс наносят время в минутах, а на оси ординат - показания температуры.
Расчет начинают с вычисления теплоемкости калориметрической системы С:
Где U - напряжение постоянного тока, подаваемого на нагреватель, 12 В,
R - электрическое сопротивление нагревателя, 15 Ом, - время нагрева калориметра, 200 секунд, - изменение температуры при нагревании.
Далее определяют количество теплоты, выделившейся при нейтрализации g кг кислоты:
Где С - теплоемкость калориметрической системы, Дж/К; Дt - истинное изменение температуры.
Затем определяют удельную теплоту нейтрализации:
Также определяют молярную (эквивалентную) величину теплоты нейтрализации:
Где с - молярная концентрация (нормальность) кислоты, кмоль/м3.
График представлен в приложении 1.
Расчетная часть:
В калориметрический стакан набирается 400 мл дистиллированной воды.
Масса стакана с кислотой - 34,86 г
Масса стакана без кислоты -7,16 г
Масса кислоты - 27,7 г
Показания термометра при измерении температуры калориметрической установки
Время, мин |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
4,5 |
5,0 |
5,5 |
Т, оС |
19,54 |
19,55 |
19,55 |
19,56 |
19,56 |
19,56 |
19,57 |
19,58 |
19,58 |
19,58 |
19,58 |
Показания термометра при измерении температуры при добавлении 27,7 г кислоты
Время, мин |
6,0 |
6,5 |
7,0 |
7,5 |
8,0 |
8,5 |
9,0 |
9,5 |
10,0 |
Т, оС |
21,45 |
21,57 |
21,57 |
21,57 |
21,56 |
21,56 |
21,54 |
21,54 |
21,52 |
Показания термометра при измерении температуры с электронагревом
Время, мин |
10,5 |
11,0 |
11,5 |
12,0 |
12,5 |
13,0 |
13,5 |
14,0 |
14,5 |
15,0 |
Т, оС |
21,54 |
21,79 |
22,06 |
22,37 |
22,69 |
23,00 |
23,28 |
23,48 |
23,54 |
23,56 |
Показания термометра при измерении температуры после выключения электронагрева
Время, мин |
15,5 |
16,0 |
16,5 |
17,0 |
17,5 |
18,0 |
18,5 |
19,0 |
19,5 |
20,0 |
Т, оС |
23,55 |
23,53 |
23,51 |
23,50 |
23,49 |
23,46 |
23,45 |
23,44 |
23,41 |
23,40 |
Считаем теплоемкость калориметрической системы:
Считаем количество теплоты, выделившейся при нейтрализации g кг кислоты:
Считаем удельную теплоту нейтрализации:
Считаем молярную (эквивалентную) величину теплоты нейтрализации:
Вывод: В ходе эксперимента мы должны были получить значение теплоты нейтрализации. В случае нейтрализации сильных кислот и щелочей теплота нейтрализации является постоянной величиной, равно 57,40*103 Дж/моль при температуре 18 °С и 55,93*103 Дж/моль при 25 °С. В результате данного опыта теплота нейтрализации получилась равной 61,33 -106 Дж/кмоль, что соответствует описанию опыта.
Похожие статьи
-
Теплота нейтролизация растворение соль Интегральной теплотой растворения называют теплоту, выделенную или поглощенную при растворении 1 моля вещества в...
-
Опыт проводили в условиях, имитирующих периодическую экстракцию: в стакан одновременно загружали все реагенты и перемешивают их в течение заданного...
-
1.1. Освоить методику определения тепловых эффектов процессов. 1.2. Определить тепловой эффект при нейтрализации кислоты щелочью. 1.3. Вычислить тепловой...
-
Объектом исследования являлась - поваренная соль. 1. Были собраны и изучены различные материалы, и литература о соли. 2. Из солевого раствора были...
-
Определение веса и отбор проб серной кислоты из цистерн - Работа сернокислотного производства
Отбор и подготовка пробы кислоты серной производится согласно ГОСТ 2184-77 "Кислота серная техническая". Аппаратчиком УСК СКЦ в присутствии контролера...
-
Актуальность темы. В современных условиях глобальной конкуренции на все более интегрирующихся мировых рынках, развитие химической промышленности...
-
Температура кислоты, Защита от коррозии, Цвет кислоты - Работа сернокислотного производства
Значения температуры кислоты на входе в сушильную башню (7506U) отображаются на устройстве цифровой индикации TIC-750607 в операторной. Датчик...
-
Вычислим значения коэффициента массопередачи в мольных и массовых единицах: (2.7.1) (2.7.2) Подставляя данные в формулы (2.7.1) и (2.7.2) получим: кмоль...
-
Алюминий является потенциальным нейротоксином [5; 10]. Предполагаемые места реализации его нейротоксического действия: белковый синтез, транспорт...
-
Адсорбционные методы исследования свойств поверхности позволяют количественно охарактеризовать происходящие при адсорбции межмолекулярные взаимодействия,...
-
В последнее время органические вещества признаны определяющими весь ход гидрогеохимических процессов и техногенеза окружающей среды в целом. Основную...
-
Мы обнаружили интересный факт в опытах с соляной кислотой (опыты 6,7, таблица 4). Оказалось, что в солянокислой восстановительной среде йод, выделившийся...
-
Гигиеническая классификация пестицидов - Метод определения хлорсодержащих пестицидов
По токсичности при поступлении в желудок А) сильнодействующие ядовитые вещества ( СДЯВ ) - ЛД до 50мг/кг Б) высокотоксичные - ЛД 50-200мг/кг В)...
-
Оборудования, используемые для определения ртути Класс опасности - 1, ПДК в населенных пунктах (среднесуточная) -- 0,0003 мг/мі ПДК в жилых помещениях...
-
Полимер мембрана наполнитель пластификатор "Смешение твердых порообразователей с раствором или расплавом полимера, последующая экструзия и затвердевание...
-
Дихлорангидрид изофталевой кислоты Бесцветные кристаллы с резким запахом; Тпл. = 42-44°С; Ткип. = 119-121 °С при 6 мм рт. ст. Дихлорангидрид терефталевой...
-
Сами по себе амидо-формальдегидные полимеры и продукты их переработки малотоксичны. Токсические свойства амидо-формальдегидных полимеров определяются...
-
Определение температуры плавления Температуру плавления определяем с помощью малогабаритного нагревательного стола типа "Boetinus" с наблюдательным...
-
Расчет выпарного аппарата 3.1.1. Материальный баланс процесса выпаривания. Основные уравнения материального баланса: (1) (2) Где - массовые расходы...
-
Модель с определением точки заказа - Экономико-математические модели управления запасами
В реальных ситуациях следует учитывать время выполнения заказа Q. Для обеспечения бесперебойного снабжения заказ должен подаваться в момент, когда...
-
Требования безопасности перед началом работы Требования безопасности перед началом работы 1. Перед проведением экспериментальной работы каждый должен...
-
Осмотр и браковка железнодорожных цистерн - Работа сернокислотного производства
Техническая серная кислота транспортируется железнодорожными цистернами, которые предварительно осматриваются контролером ОКК ПО БЦМ совместно с...
-
Определение числа тарелок - Колонные аппараты
Для определения числа тарелок воспользуемся методом кинетической кривой. Этот метод основан на определении КПД тарелки по Мэрфи и позволяет находить...
-
Определение скорости пара и диаметра колонны - Колонные аппараты
Средние массовые расходы (нагрузки) по жидкости для верхней и нижней частей колонны определяют из соотношений: Где МD и МF - мольные массы дистиллята...
-
Описание процесса получения серной кислоты - Работа сернокислотного производства
Первая ступень мокрой очистки газа производится в cкруббере Вентури, где слабая 25 %-ная серная кислота для орошения газа подается насосами на два...
-
Пусть необходимо подобрать оптимальные настройки для объекта с передаточной функцией (9). Степень затухания, к примеру, ш= 0.75. Ниже даются рекомендации...
-
Производственная работа - Метод определения хлорсодержащих пестицидов
Основной задачей моей производственной деятельности является обеспечение и выполнение качественных исследований проб пищевых продуктов, воды, почвы,...
-
Измерение низких температур - Свойства веществ при низких температурах
Первичным термометрическим прибором для измерения термодинамической температуры вплоть до 1 К служит Газовый термометр . Др. вариантами первичного...
-
Физические свойства., Химические свойства. - Третья группа периодической системы
Алюминий в свободном виде -- серебристо-белый металл, обладающий высокой тепло - и электропроводностью. Алюминий имеет невысокую плотность -- примерно...
-
На участке серной кислоты используются следующие виды приборов КИПиА: манометры; датчики давления; датчики дифференциального давления; расходомеры...
-
Интегральная и дифференциальная функции распределения - Основы научных исследований
Наиболее общей формой задания распределения случайных величин является Интегральная функция распределения . Она определяет вероятность того, что...
-
Определение рабочей скорости газового потока - Абсорбция аммиака
Рабочую скорость газа принимают в зависимости от технических, эксплуатационных, экономических и других факторов. Обычно она превышает половину скорости...
-
Запуск цеха - Работа сернокислотного производства
Приведенные в настоящем разделе инструкции по пуску описывают последовательность операций пуска сернокислотного цеха и являются общими по своему...
-
Модели теории игр. Основные определения и термины В разных областях целенаправленной деятельности, например при разработке и эксплуатации АСУ, часто...
-
Хранилище серной кислоты На территории участка серной кислоты сернокислотного цеха (далее УСК СКЦ) установлено четыре емкости - хранилища, изготовленные...
-
Автоматизированная обработка на ЭВМ позволяет составлять различные сводки, таблицы, ведомости, где информация сгруппирована по каким-либо...
-
Теплота сгорания горючих веществ - Принципы горения и взрыва
Горючее, имеющее в своем составе водород, при сгорании образует воду в газообразном состоянии, которая, охлаждаясь, будет конденсироваться. Так как в...
-
Определение необходимого объема выборки - Основы эконометрики
В практике проектирования выборочного наблюдения возникает вопрос о необходимой численности выборки, которая необходима для обеспечения определенной...
-
ПОНЯТИЕ ОБ АВТОКОРРЕЛЯЦИИ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛЫ АВТОКОРРЕЛЯЦИИ Парные регрессионные модели отражают специфику взаимодействия некоторого функционального...
-
Определение коэффициентов нагрева и теплоотдачи
В теплообменник имеющий поверхность нагрева S, поступает сухой насыщенный водяной пар при избыточном давлении Р и нагревает в нем жидкость в количестве G...
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 "ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОТЫ НЕЙТРОЛИЗАЦИИ" - Определение теплоты нейтролизации. Определение интегральной теплоты растворения соли