WYZNACZANIE CIEPŁA NEUTRALIZACJI KWASU ZASADĄ

1. Dane doświadczalne

R_grzałki = 48,09Ω

τ_grzałki = 3'55''

I = 128 mA

C_kwasu = 0,5M V_kwasu = 5 cm³

C_zasady = 0,1M V_zasady = 170 cm³

Bieg układu reakcyjnego: [Ω]		Bieg układu kalorymetrycznego: [Ω]
0	12724	0	12550
30	12723	30	12549
60	12722	60	12547
90	12721	90	12546
120	12720	120	12545
150	12716	150	12543
180	12718	180	12542
210	12717	210	12540
240	12716	240	12539
270	12715	270	12537
300	12714	300	12536
330	12713	330	12535
360	12712	360	12533
390	12711	390	12531
420	12710	420	12530
450	12704	450	12529
480	12708	480	12527
510	12706	510	12525
540	12705	540	12524
570	12704	570	12521
600	-	600	12508
630	12613	630	12492
660	12598	660	12473
690	12596	690	12454
720	12594	720	12437
750	12593	750	12419
780	12592	780	12402
810	12591	810	-
840	12591	840	12379
870	12590	870	12377
900	12589	900	12375
930	12589	930	12374
960	12588	960	12373
990	12587	990	12371
1020	12586	1020	12370
1050	12585	1050	12369
1080	12584	1080	12368
1110	12580	1110	12367
1140	12582	1140	12365
1170	12581	1170	12364
1200	12580	1200	12363
1230	12579	1230	12361
1260	12578	1260	12360
1290	12577	1290	12359
1320	12576	1320	12357
1350	12575	1350	12356
1380	12574	1380	12355
1410	12573	1410	12353
1440	12572	1440	12352
1470	12570	1470	12351
1500	12569
1530	12568

2. Wykresy R = f(t)

Na podstawie powyższych danych sporządzam wykresy zależności R = f(t) celem określenia wartości ΔR dla układu kalorymetrycznego jak i dla doświadczenia.

ΔR dla układu kalorymetrycznego: 12524 - 12377 = 147 Ω

ΔR dla reakcji: 12704 - 12596 = 108 Ω

3. Obliczanie pojemności cieplnej K układu kalorymetrycznego

Obliczając pojemność cieplną układu kalorymetrycznego z wzoru:

4. Obliczanie ilości ciepła jaka wydzieliła się podczas reakcji

Ilość ciepła jaka wydzieliła się podczas reakcji obliczamy z wzoru:

Wartość ujemna ciepła reakcji sugeruje egzotermiczność procesu.

5. Wyznaczenie molowego ciepła procesu w kalorymetrze

Obliczamy liczbę moli kwasu:

przeliczając ciepło procesu w kalorymetrze na mol kwasu mamy:

6. Określenie wpływu ciepła rozpuszczania

Zaniedbując minimalny wpływ ciepła rozpuszczania zasady na końcowy efekt energetyczny procesu w kalorymetrze z danych literaturowych metodą ekstrapolacji odczytuję wartość ciepła rozpuszczania w interesującej mnie objętości roztworu:

Uwzględniając fakt, że stężenie wody wynosi 55,56 mol / dm³ i zaniedbując wpływ substancji w niej rozpuszczonej na rozcieńczenie stężenia czystej wody otrzymujemy (dla danych w pobliżu interesujących nas objętości):

Liczba moli wody [mol]	Objętość roztworu [cm^3]	Ciepło rozpuszczania kwasu
5	17,9986
10	35,9971
20	89,9928
25	107,9914

Dla 1 mol HCl mamy:

Ciepło rozpuszczania kwasu do objętości wyjściowej:

Ciepło rozpuszczenia kwasu do objętości końcowej:

Ciepło rozpuszczania kwasu:

7. Określenie wpływu ciepła rozpuszczania

Ostatecznie ciepło neutralizacji obliczamy jako różnicę wyrażeń:

8. Dyskusja błędu

Oprócz błędów wynikających z założeń upraszczających metody:

• pominięcie wpływu ciepła rozpuszczania zasady na końcowy efekt cieplny procesu

oraz:

• założenia stałego stężenia wody podczas wyznaczania ciepła rozpuszczania kwasu w określonej objętości wody

• błędu interpolacji krzywej obrazującej zależność ciepła rozpuszczania kwasu w danej objętości wody,

podczas doświadczenia dokonujemy następujących błędów pomiaru:

• błędu wyznaczenia oporności termistora

• błędu wyznaczenia oporności grzałki

• błąd pomiaru czasu

JAN RÓŻYCKI

TECHNOLOGIA CHEMICZNA

- 3 -

---