Российской Федерации Тверской государственный технический университет Кафедра биотехнологии и химии




НазваниеРоссийской Федерации Тверской государственный технический университет Кафедра биотехнологии и химии
страница5/22
Дата публикации31.08.2013
Размер1.3 Mb.
ТипМетодическая разработка
zadocs.ru > Химия > Методическая разработка
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   22
^

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ



Опыт №1. Приготовление раствора заданной концентрации.

Задание: из сухой соли и дистиллированной воды приготовить, согласно варианту (см.табл.) раствор заданной концентрации. Рассчитать массу сухой соли и объем воды, необходимые для приготовления заданного раствора.


№ п.п

Опыт №1

Опыт №2

1

2

3

4

5

6

50 г 5% р-ра CuSO4

55 г 4% р-ра K2Cr2O7

53 г 4,5% р-ра Na2CO3

52 г 5% р-ра K2CrO4

54 г 3,5% р-ра Na2SO4

57 г 5,5% р-ра CuSO4

60 г 3% р-ра CuSO4

65 г 3% р-ра K2Cr2O7

60 г 2,5% р-ра Na2CO3

61 г 3% р-ра K2CrO4

55 г 2,5% р-ра Na2SO4

60 г 3,5% р-ра CuSO4


Ход работы:

  1. Сделать расчет.

  2. Технология приготовления заданной %-ой концентрации раствора.

    • На технических весах взвесить рассчитанную массу соли и перенести ее в коническую колбу.

    • Цилиндром отмерить рассчитанный объем дистиллированной воды и перенести в ту же колбу.

    • Содержимое колбы перемешать до полного растворения соли.

  3. Измерить плотность полученного раствора ареометром.

  4. Зарисовать коническую колбу, цилиндр, ареометр.


Опыт №2.

Задание: Из раствора, полученного в опыте №1 и дистиллированной воды приготовить раствор заданной концентрации (см.таблицу), используя правило «креста». Рассчитать объем раствора и объем воды, которые необходимо смешать, для получения раствора. Измерить плотность приготовленного раствора ареометром.

^ Домашнее задание:

Рассчитать все виды концентрации: См, Сm, Сн, Nр.в-ва и Nр-ля. Данные взять из опыта №1и 2.

Лабораторная работа № 3

^ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНТАЛЬПИИ РЕАКЦИИ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ

(Глинка Н.Л.,2000, 6.1, Коровин Н.В., 2000, §§ 5.1 – 5.4)
Цель занятия: выполнить калориметрические измерения и термодинамические расчеты, связанные с энергетикой химических процессов.
Теоретические сведения
   Химический процесс, фазовые превращения сопровождаются энергетическими изменениями. Законы взаимного превращения различных видов энергии, а также состояние химического равновесия и зависимость его от различных факторов изучает наука – химическая термодинамика.

Химическая термодинамика базируется на законах.

^ I закон термодинамики: Теплота, сообщенная системе расходуется на изменение внутренней энергии U и работы расширения или сжатия системы А.

Q = U + A, A = p V

Q = U + p V

Внутренняя энергия U – это функция состояния системы, включающая энергию движения атомов и молекул, электронов и ядер в атомах, внутриядерную энергию, энергию межмолекулярного взаимодействия и другие виды энергий, за исключением кинетической и потенциальной энергии системы, как целого.

Абсолютную величину запаса внутренней энергии химической системы измерить невозможно. Определяют изменение внутренней энергии системы при переходе её из начального в конечное состояние (из исходных веществ в продукты реакции)

U = Uк – Uн

Если процесс идёт с поглощением тепла, внутренняя энергия возрастает, если с выделением, то уменьшается.

В изобарном процессе (p = const), U + pV = H – функция состояния, называемая энтальпия(теплосодержание). Qp = H

В изохорном процессе (V = const) QV = U.

Раздел термодинамики, изучающий тепловые эффекты называется термохимией.

Тепловым эффектом реакции Q называется количество тепла, поглощаемое или выделяемое в процессе химической реакции (кДж).

Если процесс идет с выделением тепла (экзотермический), тепловой эффект условно берется со знаком плюс (+Q), если тепло поглощается (эндотермический процесс) – со знаком минус (–Q).

При записи термохимических уравнений реакции указывается тепловой эффект с соответствующим знаком, агрегатное состояние вещества; допускаются дробные коэффициенты

H2(г) + 1/2 О2(г) = Н2О(ж) + 285,8 кДж/моль.

Стандартной теплотой образования (Но298) называется тепловой эффект образования 1 моль сложного вещества из простых веществ, находящихся в устойчивом агрегатном состоянии при стандартных условиях

tо = 25 оC (298 K) ; P = 101,3 кПа.

Стандартные энтальпии образования простых веществ принимают равными нулю: НоСа(к) = 0 ; НоО2(г)= 0.

Для экзотермических процессов H < 0, для эндотермических – H > 0.
Основными законами термохимии являются:

1. Закон Лавуазье-Лапласа: энтальпия разложения сложного вещества равна по абсолютной величине, но противоположна по закону энтальпии образования этого вещества из продуктов разложения Нразл = – Нобр.

2. ^ Закон Гесса: тепловой эффект реакции, протекающий при постоянных давлении и температуре, не зависит от пути протекания процесса, а зависит только от начального и конечного состояния веществ.

Для расчётов удобно пользоваться следствием из закона Гесса:

тепловой эффект химической реакции равен алгебраической сумме теплот образования продуктов реакции за вычетом алгебраической суммы теплот образования исходных веществ, с учётом стехиометрических коэффициентов.

^ Нх.р =nНобр. прод –  nНобр. исх. вещ-в

Пример:

СН4(г) + 2О2(г) = 2Н2О (ж) + СО2 (г)

 Нох.р =  Нообр СО2 (г) + 2 Нообр Н2О (ж) –  Нообр СН4 (г)
Большинство химических процессов протекают самопроизвольно в сторону уменьшения запаса внутренней энергии или энтальпии системы. Но известны и такие процессы, которые протекают самопроизвольно без изменения внутренней энергии системы, движущей силой таких процессов является энтропия S системы. Энтропия характеризует беспорядок в системе, чем выше беспорядок, тем выше энтропия. В изолированных от внешней среды системах процессы протекают самопроизвольно в направлении увеличения энтропии (Sх.р >0). Энтропия реакции рассчитывается по следствию из закона Гесса и имеет единицу измерения Дж/моль.К.

Sх.р =  nSoобр. прод. – nSoобр. исх. вещ-в

Таким образом, существуют два основных фактора самопроизвольного протекания процессов:

1) уменьшение внутренней энергии или энтальпии системы (U<0; Н<0);

2) увеличение беспорядка или энтропии системы (S > 0).

В термодинамике существует функция, которая отражает влияние на направление процесса двух рассмотренных факторов одновременно. Такой функцией для процессов, протекающих при постоянной температуре и давлении, является изобарно-изотермический потенциал G (или энергия Гиббса, свободная энергия системы, кДж).

Изменение изобарно-изотермического потенциала химической реакции можно рассчитать по формуле Гиббса

Gх.р =  Нх.р – Т Sх.р,

где Т – абсолютная температура процесса.

G х.р характеризует общую движущую силу процесса. Если процесс протекает в стандартных условиях, то Gох.р рассчитывается также по следствию из закона Гесса.

Величина и знак Gх.р характеризуют принципиальную возможность протекания химического процесса. Если Gх.р<0, процесс протекает самопроизвольно при данных условиях.
^ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Задание. Определить теплоту нейтрализации сильной кислоты сильным основанием и рассчитать энергию Гиббса данной реакции.

Согласно теории электролитической диссоциации нейтрализация сильной кислоты сильным основанием в разбавленном растворе отвечает ионно-молекулярному уравнению

Н+ + ОН- = Н2О.

H2SO4 + NaOH = NaHSO4 + H2O
Для проведения реакции используют калориметрическую установку (рис.2).





Рис.2. Калориметрическая установка:
1 – внешний изолирующий сосуд; 2 – калориметрический стакан; 3 – реакционная смесь; 4 – подставка; 5 – термометр; 6 – мешалка; 7 – воронка.

Во внутренний стакан калориметра налить 50 мл 1 н. раствора щёлочи замерив объём раствора цилиндром. Измерить температуру раствора щёлочи с точностью до 0,1 оС. В другой мерный цилиндр налить такой же объём 1 н. раствора кислоты. Быстро влить кислоту в калориметрический стакан и перемешивая раствор мешалкой замерять изменение температуры через каждые 30 секунд в течение 4,5 минут. Показания термометра определять с точностью до 0,1ОС. Данные опыта занести в табл. 2.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   22

Похожие:

Российской Федерации Тверской государственный технический университет Кафедра биотехнологии и химии iconРоссийской Федерации Тверской государственный технический университет
Практикум по безопасности жизнедеятельности: /С. А. Бережной, Ю. И. Седов, Н. С. Любимова и др.; Под ред. С. А. Бережного. Тверь

Российской Федерации Тверской государственный технический университет Кафедра биотехнологии и химии iconРоссийской Федерации Курский государственный технический университет...
Теория бухгалтерского учета. Материалы для практических занятий студентов специальности 060500 / Курск гос техн ун-т; Сост. М. А....

Российской Федерации Тверской государственный технический университет Кафедра биотехнологии и химии iconРоссийской федерации московский государственный университет прикладной биотехнологии
...

Российской Федерации Тверской государственный технический университет Кафедра биотехнологии и химии iconМинистерство образования и науки Российской Федерации гоу впо «Сыктывкарский...
Кафедра уголовного процесса и криминалистики Вологодского института права и экономики Министерства юстиции Российской Федерации

Российской Федерации Тверской государственный технический университет Кафедра биотехнологии и химии iconРеспублики Казахстан Карагандинский государственный технический университет...
Карагандинский государственный технический университет проводит региональную научно-практическую конференцию

Российской Федерации Тверской государственный технический университет Кафедра биотехнологии и химии iconРоссийской Федерации Федеральное агентство по образованию Саратовский...
Все права на размножение и распространение в любой форме остаются за разработчиком

Российской Федерации Тверской государственный технический университет Кафедра биотехнологии и химии iconКафедра «Менеджмент и логистика»
Фгбоу впо «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.»

Российской Федерации Тверской государственный технический университет Кафедра биотехнологии и химии iconУчреждение образования «гомельский государственный технический университет...
Список использованных источников

Российской Федерации Тверской государственный технический университет Кафедра биотехнологии и химии iconКафедра связи с общественностью учебно-методические рекомендации и общие требования к выполнению
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «тверской государственный...

Российской Федерации Тверской государственный технический университет Кафедра биотехнологии и химии iconОбразован в 1953 году Кафедра физики и высшей математики
Министерство образования российской федерации московский государственный университет технологий и управления

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов