Порядок виконання лабораторної роботи
Визначення теплового ефекту реакції нейтралізації
Стандартний тепловий ефект реакції нейтралізації - це зміна ентальпії в реакції між одним молем іонів гідрогену й одним молем іонів гідроксилу з утворенням одного моля молекул води за стандартних умов.
Відповідне термохімічне рівняння реакції в іонно-молекулярній формі має вигляд:
Н+ + ОH- = Н2О, , DН°= - 57,3 кДж
Одержіть у викладача завдання, в якому зазначено молярну концентрацію розчину кислоти та об'єм цього розчину, що буде використаний в досліді. Розрахуйте кількість речовини (кислоти) в молях, що знаходиться у заданому об'ємі розчину:
n(кислоти) = С(кислоти)•Vр.ну..
За рівнянням реакції взаємодії кислоти з лугом розрахуйте, яку кількість NаОН необхідно використати для нейтралізації кислоти. Визначте, в якому об'ємі розчину лугу знаходиться необхідна кількість лугу для проведення реакції нейтралізації кислоти.
Заповніть бюретку розчином кислоти та налийте заданий об'єм розчину кислоти у внутрішній стакан калориметра. Виміряйте температуру розчину кислоти термометром та запишіть до лабораторного журналу значення температури:
t1 = ...°С.
Використавши мірний циліндр, відміряйте необхідний для проведення нейтралізації об'єм розчину лугу. Додайте розчин лугу у стакан з розчином кислоти, перемішайте вміст стакану термометром та зафіксуйте максимальне значення температури:
t2 = ...°С.
Після проведення досліду виконайте необхідні розрахунки:
Визначте, якою була зміна температури при проведенні реакції нейтралізації. Розрахуйте сумарну масу двох розчинів, використавши густину кожного розчину та його об'єм:
mр-ну = m р-ну к.ти + m р-ну лугу = V к-ти • r к-ти + V лугу • r лугу
Розрахуйте тепловий ефект проведеного процесу нейтралізації DНнейтр., прийнявши теплоємність нейтралізованого розчину такою, як теплоємність води. Тоді
DН нейтр(кДж) = m р-ну (г) • D Т (К) • 4,18 • 10–3 (кДж/г•К).
Експериментальне значення стандартної ентальпії нейтралізації DНнейтр.експ розрахуйте за формулою:
DН нейтр.експ = 
= (кДж/моль)
Розрахуйте абсолютну (D) та відносну ( d, %) похибки експеримента та заповніть таблиці:
D = |DН 0 теор — DН нейт. експ |
d = 
Вихідні дані
| Розчин кислоти | Розчин лугу | ||||||
| Формула кислоти | Vк, л | С(х), моль/л | rкислоти, г/л | Формула лугу | Vл, л | С(NaОН), моль/л | rлугу, г/л |
Результати роботи
| t 1, °С | t 2, °С | Dt, °С | т, г | DH експ, к/моль | Похибка | |
| Абсолютна | Відносна | |||||
Лабораторна робота 4
ХІМІЧНА КІНЕТИКА
Мета роботи: експериментально вивчити, як впливає концентрація речовин і температура на швидкість хімічних реакцій.
Теоретичні відомості
Швидкість реакції в гомогенній та гетерогенній системах. Вплив температури на швидкість реакції, правило Вант-Гоффа. Активні молекули. Енергія активації. Рівняння Арреніуса. Поняття про каталіз. Ланцюгові реакції. Особливості кінетики гетерогенних процесів.
Контрольні запитання і задачі
1. Що таке швидкість реакції в гомогенній та в гетерогенній системах? Як залежить швидкість реакції в гомогенній системі від концентрації вихідних речовин?
2. Який фізичний смисл константи швидкості реакції? Від чого вона залежить?
3. Чому зміна температури суттєво впливає на швидкість xімічниx реакцій? Наведіть математичний вираз правила Вант-Гоффа.
4. Що таке енергія активації, перехідний стан?
5. Які речовини називаються каталізаторами, як і чому вони впливають на швидкість реакцій?
6. Чим відрізняються порядок та молекулярність реакції? Як вони визначаються? Наведіть пpиклaди.
7. Для реакції: а) 2NО + О2= 2NO2; б) 2NOCl = 2NO + Сl2;
в) N2+ O2= 2NO; наведіть математичний вираз закону діючих мас та розрахуйте, у скільки разів збільшиться швидкість реакції при: збільшенні концентрації оксиду нітрогену (II) в 3 рази; підвищенні тиску в 3 рази.
8. У скільки разів треба знизити тиск, аби швидкість реакції
2NO + O2= 2NO2зменшилася в 1000 разів?
9. У скільки разів збільшиться швидкість реакції при підвищенні температури на 40°С, якщо g = 3?
10. На скільки градусів треба знизити температуру в системі, аби швидкість реакції зменшилася в 64 рази (g= 4)?
11. Наведіть приклад ланцюгової реакції. Які головні стадії характерні для такої реакції?