Bartosz Puchalski 3.XI.2004

Ćwiczenie nr 26

Wyznaczanie efektu cieplnego reakcji

zobojętniania za pomocą mikrokalorymetru różnicowego.

W tym ćwiczeniu zobojętniamy 17% kwas octowy mocną zasadą, jaką jest wodorotlenek sodu. Ponieważ kwas octowy jest słabym elektrolitem nie podlega prawom termoneutralności (sole) i prawu stałości ciepła zobojętniania (mocne elektrolity). Jego ciepło zobojętniania znacznie się różni od wartości 13.75 kcal/mol. Przebieg reakcji zobojętniania tego kwasu wodorotlenkiem można przedstawić w następujący sposób:

[CH₃COOH + CH₃COO^- + H₃O⁺]_aq + [Na⁺ + OH^-]_aq = [CH₃COO^- + Na⁺]_aq + 2H₂O

Jak wynika z powyższego równania na ciepło tej reakcji składa się nie tylko ciepło zobojętniania, ale również ciepło dysocjacji części niezdysocjowanej tego kwasu. Dodatkową trudność stanowi to, że oprócz dysocjacji cząsteczek, powstałe w roztworze jony ulegają hydratacji, a różnica pomiędzy wartością 13.75 kcal/mol (mocne elektrolity) a wartością oznaczoną doświadczalnie jest sumą algebraiczną efektów cieplnych obu tych procesów. Pomiary przemian termochemicznych prowadzimy za pomocą mikrokalorymetru różnicowego. Wskazuje on ciepło dzięki różnicy temperatur pomiędzy dwoma kalorymetrami. Zawiera on dwa termostosy, czyli układy termoelementów połączonych szeregowo w celu zwiększenia powstającej w nich siły termoelektrycznej. Są one na ogół stosowane do pomiaru natężeń w widmie promieniowania. W skład budowy mikrokalorymetru wchodzi również termopara. Jest to czujnik temperatury, którego zasadniczą część stanowi termoelement. Termopary połączone przewodami z elektrycznym przyrządem pomiarowym stanowią termometr elektryczny.

Literatura:

L. Sobczyk, A. Kisza, K. Gatner, A. Koll „Eksperymentalna chemia fizyczna” PWN Warszawa 1982

Praca zbiorowa „Chemia Fizyczna” PWN Warszawa 1963 str.640 - 641, 653 - 654

Praca zbiorowa „Wielka encyklopedia powszechna” PWN 1968

Substancje chemiczne stosowane w ćwiczeniu:

- kwas octowy (17% m/m) 64-19-7

- rozcieńczony roztwór NaOH 1310-73-2

Oświadczam, że zapoznałem się z kartami charakterystyk w/w substancji i znane mi są właściwości tych substancji, sposoby bezpiecznego postępowania z nimi oraz zasady udzielania pierwszej pomocy w nagłych wypadkach.

Celem przeprowadzenia tego ćwiczenia jest obliczenie molowego ciepła przeprowadzonej reakcji jak i zależności miedzy zaobserwowaną siłą elektromotoryczną a czasem.

---