Przemysław Woiński

166867

Ochrona Środowiska

BiNoŻ

Data: 21.12.2011r

Godziny zajęć: 12:15 - 16:15

Laboratoria Chemii Fizycznej

ĆWICZENIE NR 15

TEMAT: Wyznaczanie ciepła spalania substancji krystalicznej.

1. Celem ćwiczenia jest wyznaczenie ciepła spalania krystalicznej substancji organicznej. Eksperyment przeprowadza się w tzw. bombie kalorymetrycznej umieszczonej w kalorymetrze diatermicznym.

2. Wstęp teoretyczny:

Pojemność cieplna jest to ilość ciepła niezbędna do ogrzania układu o jeden stopień pod stałym ciśnieniem
lub w stałej objętości
.

Ilość ciepła niezbędna do ogrzania 1 mola składnika pod stałym ciśnieniem nazywamy molową pojemnością cieplną.

Prawo Hessa

Molowe ciepło reakcji zależy tylko od rodzaju substratów i produktów, a nie zależy od drogi procesu.

Prawo Kirchoffa

Prawo Kirchoffa podaje zależność molowego ciepła reakcji od temperatury.

dla p = const

dla v = const

Ciepło, q [J] jest jednym ze sposobów przeniesienia energii między układem a otoczeniem. Wymiana ciepła jest spowodowana różnicą temperatur pomiędzy układem i otoczeniem. Z molekularnego punktu widzenia wymiana ciepła jest skutkiem bezładnych ruchów termicznych cząsteczek.

Ciepło dostarczone do układu z otoczenia oznaczamy jako dodatnie, a proces, w którym ciepło pobierane jest od otoczenia nazywamy procesem endotermicznym. Ciepło przeniesione od układu do otoczenia jest ujemne, a proces, w którym ciepło oddawane jest do otoczenia jest procesem egzotermicznym.

3. Dane i wyliczenia:

tabelka wzorcowa - kwas benzoesowy - 0,992 g.

tabletka 2 - naftalen - 0.747 g.

	Pojemność ciepła kalorymetru	Ciepło spalania substancji krystalicznej
Lp.	temperatura [^oC]	temperatura [^oC]
1	18,01	21,08
2	18,02	21,08
3	18,03	21,09
4	18,07	21,10
5	18,08	21,11
6	18,09	21,12
7	18,11	21,13
8	18,12	21,13
9	18,13	21,14
10	18,16	21,16
ZAPŁON
11	18,51	21,53
12	19,20	22,15
13	19,68	22,58
14	19,88	22,83
15	19,95	22,95
16	19,98	23,01
17	20,00	23,02
18	20,02	23,04
19	20,03	23,05
20	20,04	23,05
21	20,06	23,06
22	20,07	23,06
23	20,08	23,08
24	20,11	23,08
25	20,12	23,09
26	20,12	23,10
27	20,13	23,11
28	20,14	23,12
29	20,15	23,12
30	20,16	23,12

= T_B' - T_A' = 20 - 18,16 = 1,84 ^oC = 1,84 K

m = 0,992 g

q = 26,476 kJ/g

K = 14,27 kJ/K

= T_B' - T_A' = 23,01 - 21,53 = 1,48 ^oC = 1,48 K

m = 0,747 g

K = 14,27 kJ/K

q_v,sp = 28,27 kJ/g

M = 128 g/mol

q_sp = 28,27 * 128 = 3,619 kJ/mol

W związku z tym, iż jest to reakcja egzotermiczna, ciepło spalania przyjmuje wartość ujemną:

q_sp = - 3,619 kJ/mol

4. Wnioski:

Ciepło spalania przyjmuje wartość ujemną, ponieważ reakcja spalania jest procesem egzotermicznym.

Porównując ciepła spalania różnych związków organicznych można zauważyć, że wraz ze wzrostem masy cząsteczkowej zwiększa się ciepło spalania (np. kwas octowy (M = 60 g/mol) q = - 0,87 kJ/mol; fenol (M = 94 g/mol) q = - 3,05 kJ/mol; naftalen (M = 128 g/mol) q = - 4,23 kJ/mol).

Obliczona wartość ciepła spalania naftalenu różni się od odpowiedniej wartości literaturowej, co mogło być spowodowane niedokładnością pomiaru.

---