Теплота нейтрализации и её определение

Теплота нейтрализации равна количеству теплоты, выделяющейся при реакции нейтрализации эквивалентных количеств кислоты и щелочи с образованием одного моля жидкой воды. В случае разбавленных растворов нейтрализация сильных кислот сильным основанием сопровождается, независимо от их природы, выделением 55,9 кДж/моль тепла. Это связано с тем, что при взаимодействии сильных кислот и оснований, полностью диссоциированных в водных растворах, образуются молекулы воды:

1/2 H₂SO_4(p)+ KOH_(p)= 1/2 K₂SO_4(р) + Н₂О_(ж),

НС1_(p)+ NaOH_(p) = NaС1_(p) + Н₂О_(ж),

или в ионно-молекулярном виде: H⁺_(p) + ОН^-_(p) = Н₂О_(ж)

∆ Н °₂₉₈ = -55,9 кДж.

Таким образом, теплота нейтрализации 1 эквивалента сильной кислоты 1 эквивалентом основания равна теплоте образования одного моля жидкой воды из ионов водорода и гидроксид-ионов. Поэтому тепловые эффекты таких реакций одинаковы.

При нейтрализации разбавленного раствора слабой кислоты или слабого основания теплота нейтрализации может отличаться от указанной выше величины, так как процессу образования воды предшествует диссоциация слабого электролита. Теплота нейтрализации в этом случае складывается из двух величин: теплоты образования 1 моля воды из ионов H⁺ и ОН^- и теплоты диссоциации слабого электролита.

∆ Н = -55,9 + ∆ Н _дисс (4)

где ∆ Н - теплота нейтрализации (кДж/моль); ∆ Н _дисс. - теплота диссоциации слабого электролита (кДж/моль). Теплота диссоциации может быть как положительной, так и отрицательной величиной. Она определяется теплотой, поглощенной при распаде молекул слабого электролита на ионы и теплотой гидратации этих ионов молекулами растворителя.

ХОД РАБОТЫ

В сухой калориметр залейте, по указанию преподавателя, из бюретки 25 мл раствора NaOH или КОН определенной концентрации и закройте пробкой. Раствор выдержите в калориметре 10-15 минут до установления теплового равновесия и измерьте t _нач. Затем мерным цилиндром отмерьте 25 мл НСl или НNОз, быстро прилейте в калориметр, хорошо перемешайте и замерьте максимальную температуру раствора t °_кон.

Вычисление теплового эффекта реакции нейтрализации ведут по формуле

∆ Н = V ρ c ∆ t, Дж, (5)

где V - объем раствора в точке нейтрализации (V _НСl + V _NaOH),(мл);

ρ- плотность раствора (принять равной 1г/мл);

с - удельная теплоемкость раствора (воды); с = 4,184 Дж/г∙К;

∆ t -изменение температуры в процессе опыта.

Составьте уравнение реакции нейтрализации и рассчитайте теплоту нейтрализации эквивалента кислоты эквивалентом щелочи. Рассчитайте относительную ошибку опыта в процентах.

Таблица 1

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: