Ewelina Zielińska, Agnieszka Magiera

Kalorymetria

1. Ciepło reakcji

W ćwiczeniu trzecim wykonałyśmy czynności umożliwiające nam pomiar ciepła reakcji w stałej objętości z użyciem bomby kalorymetrycznej. Skorzystałyśmy z ……………………. opisanej w instrukcji. Poniżej zamieszczamy kolejne czynności i obliczenia (wraz ze wzorami), które wykonywałyśmy.

2. Obliczenia

Dane:

a) dokładne określenie masy (przygotowanie próbki organicznej do reakcji)

• dla kwasu benzoesowego:

Kwas benzoesowy
m proszku	1,02	g
m tabletki	0,999	g
m pojemniczka	16,62	g
m poj. z proszkiem	17,64	g

• dla pierwszej próbki naftalenu

Naftalen I
m proszku	0,46	g
m tabletki	0,434	g
m pojemniczka	20,97	g
m poj. z proszkiem	21,43	g

• dla drugiej próbki naftalenu

Naftalen II
m proszku	0,53	g
m tabletki	0,527	g
m pojemniczka	19,78	g
m poj. z proszkiem	20,3	g

b) określenie dokładnego przyrostu temperatury określonej masy wody ∆T (tzw. bieg termometru).

Na podstawie danych możemy obliczyć ∆T dla kwasu benzoesowego i dwóch próbek naftalenu:

WYKRESY

c) obliczanie stałej układu kalorymetrycznego (pojemność cieplną, K) za pomocą substancji cechującej (kwasu benzoesowego).

Skorzystałyśmy ze wzoru:




gdzie:

Q_v - ciepło spalania kwasu benzoesowego (
)

m - masa spalanej substancji

∆T - przyrost temperatury w kalorymetrze

M - masa molowa substancji wzorcowej (kwas benzoesowy M=122,12 g/mol)

Po podstawieniu odpowiednich wartości otrzymałyśmy:




d) obliczanie ciepła spalania badanej substancji (naftalen)

Przekształciłyśmy wzór powyżej i otrzymałyśmy:




Oznaczenia zostały zachowane tak jak powyżej, za wyjątkiem Q_v, które oznacza ciepło spalania naftalenu.

Po wstawieniu wartości liczbowych otrzymałyśmy wyniki:

• pierwsza próbka naftalenu




• druga próbka naftalenu




e) obliczanie molowej entalpii spalania naftalenu

Wiedząc, że zachodzi podana reakcja:

C₁₀H_{8 (s)} + 12O₂ = 10CO_2(g)+4H₂O_(c)

oraz, że:







możemy obliczyć
. Po podstawieniu do wzoru wartości otrzymujemy:

• pierwsza próbka naftalenu


-4908180,73 J/mol

• druga próbka naftalenu


-4466238,93 J/mol

f) obliczanie molowej entalpii tworzenia naftalenu z pierwiastków

A 10C_(s) + 4H₂ --- C₁₀H_8(s) +


B C_(s) + O_2(g) --- CO_2(g) + 393,8 kJ

C H_2(g) + 0,5 O_2(g) --- H₂O_(c) + 286,0 kJ

D C₁₀H_8(s) + 12O_2(g) --- 10CO_2(g) + 4H₂O_(c)+


• pierwsza próbka naftalenu

=9990,18073 kJ

• druga próbka naftalenu

=9548,23893kJ




TO OSTATNIE DELTA H SPALANIA JEST OBLICZONE PRZEZ NAS

g) rachunek błędu: błąd bezwzględny i względny




Błąd bezwzględny obliczamy ze wzoru:

gdzie:

Wartość tablicowa

Wynika z tego, że błąd bezwzględny obliczonej przez nas wartości wynosi:

Błąd względny obliczamy ze wzoru:

gdzie:

Po podstawieniu otrzymujemy:

3. Porównanie ……………………….. z wartością z literatury - wnioski

---