Цель работы. Экспериментальное определение теплового эффекта реакции
нейтрализации.
Попросить учащихся назвать порядок работы.
Порядок работы.
Опыты по определению тепловых эффектов химических реакций проводятся в
специальных приборах, называемых калориметрами. Простейший калориметр состоит из
двух стаканов, вставленных один в другой и имеющих теплоизоляционную прокладку для
уменьшения теплообмена со внешней средой. Сверху прибор закрывается крышкой с
тремя отверстиями для химической воронки, мешалки и термометра.
1. Взвесьте на технохимических весах калориметрический стакан. Массу стакана ( m 1 )
запишите в тетрадь.
2. Отмерьте цилиндром 75 мл 1М раствора серной кислоты и налейте ее в
калориметрический стакан. Измерьте термометром температуру раствора кислоты ( t k ).
3. Отмерьте цилиндром 75 мл 1М раствора гидроксида натрия и вылейте его в стеклянный
стакан. Измерьте термометром температуру раствора щелочи ( t щ ).
4. Соберите как показано на рисунке калориметрический прибор и через воронку быстро
при постоянном перемешивании влейте раствор щелoчии в раствор серной кислоты.
5. По термометру отметьте самое высокое значение температуры в реакционном стакане (
t 2 ).
Форма лабораторного отчета.
1. Название лабораторной работы.
2. Краткое описание, цель работы.
3. Уравнение реакции нейтрализации.
4. Экспериментальные данные:
а) масса калориметрического стакана m 1 =
б) температура раствора кислоты t к =
в) температура раствора щелочи t щ =
г) самая высокая конечная температура t 2 =
5. Расчеты:
а) исходная температура раствора в калориметре (t 1 )
t 1 = ( t к + t щ ) / 2 = …
б) масса раствора в калориметре (m 2 )
m 2 = 75 ( r k + r щ )
где r k и r щ - плотности 1,00 М растворов H 2 SO 4 и NaOH
в) количество теплоты, выделившейся в процессе реакции: q = ( t 2 - t 1 ) (c 1 m 1 + c 2 m 2 ) = ...
где с 1 -удельная теплоемкость алюминия с 1 = 0,88 Дж/г град
с 2 - удельная теплоемкость раствора с 2 = 4,18 Дж/г град
г) экспериментальное значение (Q )
Q . = 1000q / 75
д) относительная ошибка эксперимента
K =
6. Выводы.
Объяснение:
Характеристика железа:
1) Название элемента - железо, химический символ - Fe, порядковый номер - № 26 , атомная масса Ar=56
Заряд ядра атома железа Z=+26 (в ядре 26 протонов- p⁺ и 30 нейтронов - n⁰)
Группа - 8, подгруппа -переходные элементы , 4-й период
Вокруг ядра атома 4 энергетических уровня, на которых располагаются 26 электрона.
2) Исходя из вышеизложенного напишем строение атома железа:
а) модель атома железа при дуг:
₊₂₆Fe)₂)₈)₁₄)₂
б) модель атома железа через электронную формулу (электронная конфигурация):
₊₂₆Fe 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²
в).Электронно-графическая модель атома железа:
4уровень s ⇵
d ⇅ ↑ ↑ ↑ ↑
p ⇅ ⇅ ⇅
3уровень s ⇵
p ⇅ ⇅ ⇅
2уровень s ⇅
1уровень s ⇅
₊₂₆Fe
4) Простое вещество железо Fe - металл, металлическая кристаллическая решетка.
Валентность железа в соединениях равна 2 и 3, степень окисления: +2 и +3
5) Формула оксидов: образует два оксида: FeO и Fe₂O₃ - амфотерные оксиды
6) Формула гидроксидов: Fe(OH)₂ и Fe(OH)₃ - амфотерные основания, не растворимые в воде.
7) Летучее соединение с водородом FeH образует при высокой температуре, не стойкое соединение .
Объяснение:
1)по формуле m = V * p находим массу р-ра:
50*1,091 = 54,55 гр масса раствора.
по формуле m(в-ва) = w * m(р-ра) находим массу растворенного вещества :
54,55*0,09 = 4,9095 гр ( растворенное в-во Na2SO4 )
чтобы узнать сколько воды потребовалось для этого р-ра, мы от массы всего р-ра отнимаем массу соли :
54,55-4,9095 = 49,6405 г ( масса воды)
2) молярная конц. эквивалента это и есть нормальная концентрация, которая находится по формуле Cн = m / Экв * V(л)
4,9/71 * 0,05 = 1,38 моль-экв/л
3) Титр раствора находим по формуле:
T= Сн * Экв / 1000
1,38*71/1000 = 0,098