1. Wyznaczanie ciepła neutralizacji kwasu
Transkrypt
1. Wyznaczanie ciepła neutralizacji kwasu
Ćwiczenia laboratoryjne z chemii fizycznej 1. Wyznaczanie ciepła neutralizacji kwasu PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W GŁOGOWIE Przygotowanie do laboratorium Zapoznać się z: K. Pigoń, Z. Ruziewicz Chemia Fizyczna, PWN Warszawa 2006 Rozdz. 1.3. A. Olszowski, Doświadczenia fizykochemiczne Oficyna Wydawnicza PWr (2004) rozdz. 2.1 i 2.2 (35-50) oraz ćwiczenie 2-4 (str. 65-68) Wykonanie ćwiczenie 1. W dużej zlewce odważyć 350 g roztworu NaOH (lub KOH) o stężeniu 1 M. Do probówki pomiarowej odmierzyć 20 cm3 wydanego roztworu kwasu. Kalorymetr przykryć przykrywką, probówkę, termometr i mieszadło umocować w odpowiednich miejscach przykrywki, jak pokazano na rysunku poniżej. 2. Włączyć mieszadło i odczekać 10 min. Po tym czasie notować temperatury co pół minuty. Po upływie 5 min (okres wstępny) rozbić prętem probówkę (7).Wciąż odczytywać temperaturę co pół minuty. W reakcji zobojętniania okres główny trwa nie dłużej niż 2 - 3 min. (zobojętnianie jest szybką reakcją), dlatego od momentu rozbicia probówki, pomiary temperatury powinny trwać 15 - 20 min. Po zakończeniu pomiarów, rozmontować układ, umyć naczynie i wysuszyć. 3. W podobnym doświadczeniu wyznacza się ciepło rozcieńczania kwasu. Do naczynia odważyć taką samą ilość wody destylowanej jak zasady w poprzednim doświadczeniu. Dalej zadanie wykonywać tak jak w punkcie 2. 4. Jeżeli wystarczy czasu, należy zmiareczkować wydany kwas w celu wyznaczenia jego stężenia Biuretę napełnić 0,2 M roztworem NaOH, do kolby stożkowej odmierzyć 5 cm3 badanego kwasu, dodać kilka kropli indykatora i dodać 5 cm3 wody destylowanej. Dodawać małymi porcjami zasadę z biurety, do momentu, aż zmieni się zabarwienie roztworu w kolbie. Zanotować ilość dodanej zasady. Miareczkowanie można powtórzyć, w celu zwiększenia dokładności dodawania odczynnika miareczkującego w okolicy punktu końcowego. Opracowanie wyników: Uzyskane wyniki zestawić w zaprojektowanych tabelach. Narysować dokładne wykresy zależności temperatury (T w K) od czasu (t w s) [T = f(t)] dla pierwszego i drugiego doświadczenia. Wyznaczyć zmiany temperatur (∆T) metodą graficzną. W pierwszym doświadczeniu, na podstawie równania bilansu ciepła: (r + mzcz + mkck) ∆T1 – (∆HZ + ∆HR) = 0 gdzie: r – pojemność cieplna kalorymetru (poda prowadzący zajęcia); mz - masa 1 M zasady (w g); cz - ciepło właściwe zasady (dla 1 M NaOH cz = 4,017 J·g-1K-1), mk - masa badanego kwasu (20 cm3·ρ [g], p — gęstość kwasu (w g/cm3) - poda prowadzący zajęcia), ck - ciepło właściwe kwasu (poda prowadzący zajęcia), ∆T1 – zmiana temperatur wyznaczona dla pierwszego doświadczenia, wyznacza się sumę ciepła zobojętniania i rozcieńczania (∆HZ + ∆HR). W drugim doświadczeniu, na podstawie równania bilansu ciepła: (r + mwcw + mkck) ∆T2 –∆HR = 0 gdzie: mw - masa wody (taka jak masa zasady) (w g); cw - ciepło właściwe wody (4,175 J·g-1K-1), ∆T2 – zmiana temperatur wyznaczona dla drugiego doświadczenia, znaczenie pozostałych symboli jak powyżej, wyznacza się ciepło rozcieńczania (∆HR). Różnica między ciepłami wyznaczonymi w pierwszym (∆HZ + ∆HR) i w drugim doświadczeniu (∆HR) jest szukanym ciepłem zobojętniania kwasu. Jeżeli zmiareczkowano wydany kwas należy obliczyć jego stężenie: nk = nz ckVk = czVz gdzie: n oznacza liczbę moli kwasu (k) i zasady (z), ck – stężenie kwasu (szukane!!), cz – stężenie zasady użytej do miareczkowania (0,2 M), Vk – objętość kwasu (5 cm3), Vz – objętość za Jeżeli zmiareczkowano wydany kwas należy obliczyć jego stężenie: nk = nz ckVk = czVz gdzie: n oznacza liczbę moli kwasu (k) i zasady (z), ck – stężenie kwasu (szukane!!), cz – stężenie zasady użytej do miareczkowania (0,2 M), Vk – objętość kwasu (5 cm3), Vz – objętość zasady zużyta do miareczkowania kwasu. Na tej podstawie obliczyć molowe ciepło zobojętniania: ∆HZ = ∆HZ/nk.