Ćwiczenie nr 18 : Ciepło neutralizacji. Cel ćwiczenia : zmierzyć molowe ciepło neutralizacji kwasu solnego. Wstęp teoretyczny. Proces neutralizacji jest reakcją pomiędzy kwasami i zasadami. Załóżmy, że do roztworu kwasu solnego ( indeks 1 ) wprowadzamy roztwór wodorotlenku sodowego ( indeks 2 ). W wyniku reakcji neutralizacji otrzymamy roztwór chlorku sodowego ( indeks 3 )
H + (1) + Cl - (1) + Na + (2) + OH - (2) ----------- H 2 O (3) + Na + (3) + Cl - (3) ( 1 )
Obserwowany efekt cieplny pochodzi nie tylko od samej reakcji neutralizacji:
H + + OH - H 2 O + DH n ( 2 ) ale także do procesu przeniesienia jonów z roztworu ( 1 ) i ( 2 ) do roztworu ( 3 ). Są to procesy rozcieńczania. Reakcję ( 1 ) można zatem formalnie przedstawić jako złożoną z kilku procesów:
a ) H + (1) -------- H + (3) + Q r , H b ) OH - (2) -------- OH - (3) + Q r , OH c ) Na + (2) -------- Na + (3) + Q r , Na d ) Cl - (1) -------- Cl - (3) + Q r , Cl e ) H + (3) + OH - (3) -------- H 2 O (3) + DH n w których przez Q r , i oznaczono molowe ciepła rozcieńczania odpowiednich jonów. Ciepłem neutralizacji ( lub ściślej entalpią neutralizacji ), DH n nazywamy efekt cieplny procesu ( 2 ), w którym 1 mol jonów H + reaguje z molem jonów OH - w roztworze o stałym stężeniu. Ciepło neutralizacji mocnych kwasów za pomocą mocnych zasad jest praktycznie niezależna od rodzaju kwasu i zasady i w temp. 25 0 C wynosi 13,33 kcal/mol ( 55,81 kJ/mol ). Efekt cieplny sumy procesów ( a + d ) i ( b+ c ) nazywamy ciepłem rozcieńczania kwasu solnego ( Q r , HCl ) i wodorotlenku sodowego ( Q r , NaOH ).
OPRACOWANIE WYNIKÓW. Otrzymane wyni ki przedstawiam w tabeli. CIEPŁO ZOBOJĘTNIANIA HCl
CIEPŁO ROZCIEŃCZANIA HCl
t[s]
T [K]
R [k ]
t [s]
T [K]
R [k ]
0 291,7258 24,3 0 293,517 22,6 15 291,8271 24,2 15 293,6272 22,5 30 2 91,7258 24,3 30
(…)
…
294,4152
21,8
150
293,8494
22,3
165
294,4152
21,8
165
293,8494
22,3
180
294,4152
21,8
180
293,8494
22,3
195
294,4152
21,8
195
293,8494
22,3
Wyznaczam ciepło neutralizacji i rozcieńczania Przy wyznaczaniu ciepła neutralizacji i rozcieńczania korzystałam ze wzoru :
Q = - ( m cwł + ww ) DT przy czym :
Q -- ilość ciepła m -- masa roztworu
cwł -- ciepło właściwe roztworu
ww -- wartość wodna kalorymetru
DT…
…
Więc :
DQn = ±244,93 [ J] = ± 0.24493 [ kJ ]
Omówienie wyników Uzyskana przeze mnie wartość ciepła reakcji neutralizacji kwasu solnego za pomocą mocnej zasady:
H3O+ + Cl- + Na+ + OH- -----------> 2H2O + Na+ + Cl- wynosi DHn = - 61,12 ± 0.245 [ kJ ]. Pozostaje to więc w dobrej zgodności z entalpią reakcji dysocjacji wody, znaną bardzo dokładnie z wielu pomiarów:
H3O+ ----> H+ + H2O
która wynosi :DHd…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)