Скачать .docx |
Реферат: Визначення теплоти розчинення і гідратації солі
Лабораторна робота № 1. „Визначення теплоти розчинення і гідратації солі”
Мета роботи:
1. Познайомитись з калориметричним методом вимірювання теплових ефектів.
2. Визначити теплоти розчинення безводного купрум (II) сульфату і мідного купоросу.
3. Визначити теплоту утворення кристалогідрату СuSО4 •5Н2 О з безводної солі.
На занятті необхідно:
1. Виконати роботу у відповідності до вимог даної методичної розробки.
2. Навчитись користуватись калориметром та визначати його теплоємність.
3. Розрахувати теплоту розчинення солі та теплоту гідратації.
4. Оформити звіт про виконану роботу і здати його викладачу.
Перелік обладнання та реактивів:
1. Калориметр;
2. термометр;
3. технохімічні ваги;
4. пробірки (3 шт.);
5. секундомір;
6. порцелянова ступка;
7. KNO3
8. СuSО4 , СuSО4 •5Н2 О
Порядок виконання роботи:
Дослід 1. Визначення сталої калориметра
1. Суху пробірку попередньо зважити на технохімічних терезах.
2. Ретельно розтерти калій нітрат в порцеляновій ступці і засипати його у зважену пробірку приблизно на ¼ її висоти.
3. Зважити на технохімічних терезах пробірку з сіллю (з точністю до 0,01г). За різницею зважувань знайти масу солі, що повинна знаходитись в межах 4 -7 г. Отримані дані занести в таблицю 1.
4. У стакан калориметра налити 250 мл води, закрити калориметр кришкою і встановити в менший її отвір термометр, а в більший– пробірку з сіллю. (Для того щоб пробірка не провалювалась в калориметр на неї потрібно надіти гумове кільце! ).
5. Вимірювання провести в три етапи (періоди): попередній, головний і заключний.
6. Ввімкнути калориметр в мережу змінного струму, потім ввімкнути тумблером мішалку, а через 1-2 хвилини– секундомір.
7. Попередній етап: вимірювання температури провести з точністю до 0,5°С через кожні 30 сек. протягом 5 хв.
8. Головний етап: не виключаючи секундоміра роз бити пробірку з сіллю так, щоб вся сіль висипалась у воду. Якщо температура змінюється дуже швидко, реєструвати її з меншою точністю.
9. Заключний етап: іще провести вимірювання температури через кожні 30 сек. протягом 5 хв. до встановлення рівномірного ходу температури (теж з точністю до 0,5°С).
10.Дані всіх вимірювань занести в таблицю 2.
11.Для розрахунку точної зміни температури на міліметровому папері побудувати графік, відкладаючи по вісі абсцис час, а по вісі ординат– зміну температури (масштаб на абсцисі- 1хв: 1см, а на ординаті– 1°К: 5см). З’єднані точки дадуть дві нахилені прямі для попереднього та заключного періодів. Їх продовжити вправо та вліво відповідно і через середину головного періоду провести пряму, паралельну до вісі ординат, до перетину її з продовженнями попередніх прямих. Відстань між точками перетину відповідає зміні температури при розчиненні солі.
12.Визначивши з графіка Δt1 , розрахувати сталу калориметра (К):
де Qроз - теплота розчинення солі ( -35,62 кДж/моль для KNO3 );
m - маса нітрату калію;
М - молярна маса KNO3 (101,1 г/моль );
Δt1 - зміна температури при розчиненні солі.
Дослід 2. Визначення теплоти розчинення кристалогідрату ( С uS О4 •5Н2 О )
1. Аналогічно до попереднього досліду зважують близько 5-7 г подрібненого мідного купоросу та вміщують його в пробірку, дані зважування заносять до таблиці 1.
2. Проводять вимірювання у відповідності до п.п. 6-10 попереднього досліду. Результати заносять в таблицю 2; будують графік, за яким визначають зміну температури при розчиненні солі (Δt2 )
3. Визначають теплоту розчинення (Q 1 ) солі за формулою:
,
де n - кількість речовини СuSО4 •5Н2 О.
Дослід 3. Визначення теплоти розчинення безводної солі ( С uS О4 )
1. Беруть наважку безводного сульфату міді масою 4-5г і проводять дослід аналогічно до попереднього. Дані заносять в таблицю 2. Будують відповідний графік і знаходять зміну температури при розчиненні безводної солі (Δt3 ).
2. Визначають теплоту розчинення (Q 2 ) солі за формулою:
,
де n - кількість речовини СuSО4 .
3. Визначають теплоту утворення кристалогідрату (Q3 ) з безводної солі:
Q 3 = Q 2 – Q 1
4. Розрахувати відносну похибку експерименту, якщо інтегральна теплота розчинення безводної солі +39,04кДж/моль , а кристалогідрату - рівна -11,72кДж/моль .
5. Результати всіх дослідів занести в таблиці 1 та 2.
6. Зробити відповідні висновки.
Результати роботи:
Дослід 1. Визначення сталої калориметра
1. Розрахунок маси наважки солі KNO3 :
Таблиця 1.1
Пробірка з сіллю, г |
22,33 |
Пуста пробірка, г |
17,50 |
Сіль, г |
4,83 |
2. Температурні показники для розчину солі KNO3 :
Таблиця 1.2
Температура |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
до розчинення |
24,10 |
24,10 |
24,10 |
24,10 |
24,10 |
24,10 |
24,10 |
24,10 |
24,10 |
24,10 |
22,25 |
22,25 |
22,25 |
22,25 |
22,26 |
22,26 |
22,26 |
22,28 |
22,28 |
22,29 |
3. Розрахунок сталої калориметра:
Дослід 2. Визначення теплоти розчинення кристалогідрату ( С uS О4 •5Н2 О )
1. Розрахунок маси наважки солі СuSО4 •5Н2 О:
Таблиця 2.1
Пробірка з сіллю, г |
23,50 |
Пуста пробірка, г |
17,50 |
Сіль, г |
6,00 |
2. Температурні показники для розчину солі СuSО4 •5Н2 О:
Таблиця 2.2
Температура |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
до розчинення |
23,90 |
23,90 |
23,90 |
23,90 |
23,90 |
23,90 |
23,90 |
23,90 |
23,90 |
23,90 |
після розчинення |
23,73 |
23,70 |
23,70 |
23,70 |
23,70 |
23,70 |
23,70 |
23,70 |
23,70 |
23,70 |
3. Розрахунок теплоти гідратації солі СuSО4 •5Н2 О:
;
Дослід 3. Визначення теплоти розчинення безводної солі ( С uS О4 )
1. Розрахунок маси наважки солі СuSО4 :
Таблиця 3.1
Пробірка з сіллю, г |
22,00 |
Пуста пробірка, г |
17,50 |
Сіль, г |
4,50 |
2. Температурні показники для розчину солі СuSО4 :
Таблиця 3.2
Температура |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
до розчинення |
23,98 |
23,98 |
23,98 |
23,98 |
23,98 |
23,98 |
23,98 |
23,98 |
23,98 |
23,98 |
24,68 |
24,70 |
24,70 |
24,70 |
24,70 |
24,70 |
24,65 |
24,65 |
24,65 |
24,65 |
3. Розрахунок теплоти гідратації солі СuSО4 :
;
4. Визначення теплоти утворення кристалогідрату з безводної солі:
5. Розрахунок відносної похибки досліду:
Висновок:
В процесі виконання роботи ми познайомились з калориметричним методом вимірювання теплових ефектів, визначили теплоти розчинення безводного купрум (II) сульфату і мідного купоросу, визначили теплоту утворення кристалогідрату СuSО4 •5Н2 О з безводної солі.