ĆWICZENIE NR 1

KALORYMETRIA-WYZNACZANIE CIEPŁA NEUTRALIZACJI KWASU ZASADĄ

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie ciepła neutralizacji silnego kwasu silną zasadą

1.Wyniki pomiarów:

R_grzałki = 49,3Ω

τ_grzałki = 3minuty

I = 126,8 mA

V_kwasu = 5 cm³ C_kwasu = 0,5M

V_zasady = 190 cm³ C_zasady = 0,1M

Bieg układu reakcyjnego:		Bieg układu kalorymetrycznego
t (s) U [mV]		U [mV]	t (s)
0	0,00	0	0,00
30	0,04	30	0,04
60	0,09	60	0,09
90	0,13	90	0,13
120	0,16	120	0,19
150	0,21	150	0,22
180	0,28	180	0,27
210	0,30	210	0,31
240	0,35	240	0,37
270	0,37	270	0,41
300	0,40	300	0,47
330	0,47	330	0,52
360	0,49	360	0,57
390	0,51	390	0,61
420	0,54	420	0,65
450	0,59	450	0,71
480	0,64	480	0,77
510	0,65	510	0,82
540	0,69	540	0,88
570	0,75	570	0,90
600	0,80	600	0,98
630	4,59	630	1,20
660	6,10	660	1,97
690	6,36	690	2,89
720	6,43	720	3,81
750	6,50	750	4,81
780	6,58	780	5,68
810	6,63	810	6,55
840	6,67	840	6,63
870	6,70	870	6,68
900	6,74	900	6,75
930	6,76	930	6,81
960	6,81	960	6,86
990	6,84	990	6,90
1020	6,88	1020	6,96
1050	6,91	1050	6,99
1080	6,94	1080	7,03
1110	6,97	1110	7,10
1140	7,04	1140	7,13
1170	7,07	1170	7,20
1200	7,11	1200	7,22

2.Obliczenia:

Na podstawie powyższych danych sporządzam wykresy zależności U= f(t) celem określenia wartości ΔU dla układu kalorymetrycznego jak i dla reakcji:

ΔU dla układu kalorymetrycznego: 6,25-1,1=5,15[mV]

ΔU dla reakcji : 6,26-0,9= 5,36[mV]

a) pojemności cieplnej K układu kalorymetrycznego

Pojemność cieplną kalorymetru dla każdego z pomiarów kalibracyjnych obliczamy ze wzoru:

K=

3. ilości ciepła jaka wydzieliła się podczas reakcji

Ilość ciepła jaka wydzieliła się podczas reakcji obliczamy z wzoru:

Ujemna wartość ciepła reakcji świadczy o tym, że reakcja neutralizacji kwasu zasadą jest reakcją egzotermiczną.

c) wyznaczenie molowego ciepła reakcji w kalorymetrze

Obliczamy liczbę moli kwasu:

ciepło molowe reakcji w kalorymetrze na mol kwasu:

4. wykres Q= f(C)

Wartości literaturowe ciepła rozpuszczania HCl dla 1mola kwasu w zależności od liczby moli wody :

Liczba moli wody [mol]	Ciepło rozpuszczania kwasu	Objętość wody [dm^3]	Stężenie
1600	-73,43	28,80	0,035
400	-73,091	7,200	0,140
100	-72,492	1,800	0,556
25	-71,028	0,45	2,222
15	-69,77	0,27	3,704
10	-68,18	0,18	5,556
5	-62,95	0,09	11,111

Obliczenia :

1. objętość wody

np.

n_H2O=1600moli

M_H2O=18

d_H2O=1

2. stężenie

n_HCl=1 mol

V=28,8 dm³

dla nieskończonej ilości moli wody = -73,769 kJ/mol. Na podstawie danych literaturowych sporządzam wykres Q=f(C).Zależność tę można przyjąć za liniową.Za pomocą równania opisującego wykres obliczam wartość ciepła rozpuszczania dla wartości początkowej stężenia

stężenie początkowe kwasu : Cp=0,5M

stężenie końcowe kwasu: Ck=0

Ciepło rozpuszczania kwasu dla stężenia początkowego:

Ciepło rozpuszczenia kwasu dla stężenia końcowego:

e) Obliczenie wartości ciepła rozpuszczania kwasu ( Q₁)

Ciepło rozpuszczania kwasu:

f) Ciepło neutralizacji kwasu:

Q_n = Q - Q₁

Dane literaturowe:

Błąd względny wyznaczenia ciepła neutralizacji kwasu:

Dyskusja błędu:

podczas doświadczenia dokonujemy następujących błędów pomiaru:

• błędu wyznaczenia oporności grzałki

• błąd pomiaru czasu

TECHNOLOGIA CHEMICZNA,IIrok

---