Научно-методичний центр
Научные работы
Доклады, курсовые, рефераты
Научно-методический центр Санкт-Петербурга
 

Лабораторная работа: Визначення теплоти розчинення і гідратації солі

Лабораторная работа: 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•5Н2О 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•5Н2О

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 (СuSО4•5Н2О)

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 (Q1) солі за формулою:

,

де n - кількість речовини СuSО4•5Н2О.

Дослід 3. Визначення теплоти розчинення безводної солі (СuSО4)

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 (Q2) солі за формулою:


,

де n - кількість речовини СuSО4.

3.   Визначають теплоту утворення кристалогідрату (Q3) з безводної солі:

Q3 = Q2Q1

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

після розчинення

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 (СuSО4•5Н2О)

1.         Розрахунок маси наважки солі СuSО4•5Н2О:

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•5Н2О:

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•5Н2О:

;

Дослід 3. Визначення теплоти розчинення безводної солі (СuSО4)

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

після розчинення

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•5Н2О з безводної солі.



 

Научно-методический центр © 2009