Опыт №2. Определение теплового эффекта реакции взаимодействия металла с кислотой

Реакция взаимодействия металла с кислотой является экзотермической, так как происходит с выделением теплоты.

Методика опыта. Во внутренний стакан калориметра помещаем небольшое количество гранулированного магния Mg и наливаем 2,5 см³ раствора серной кислоты H₂SO₄ с молярной концентрацией эквивалентов 1 моль/дм³.

Запишите, чему была равна температура кислоты на момент начала реакции и какая максимальная температура была достигнута в ходе реакции.

В ходе опыта происходит следующая реакция:

Mg + H₂SO₄ = MgSO₄ + H₂↑

Тепловой эффект реакции взаимодействия металла с кислотой рассчитываем по формуле:

,

где ρ – плотность раствора кислоты, г/см³;

V – объём раствора кислоты, см³;

С – удельная теплоёмкость раствора, Дж/г·К;

Δt – разность температур, °С;

800 – коэффициент пересчёта на один моль взятой кислоты;

0,001 – коэффициент пересчёта Дж в кДж.

Запишите расчёт теплового эффекта реакции взаимодействия металла с кислотой по вышеуказанной формуле.

Запишите расчёт теоретического значения теплового эффекта реакции взаимодействия металла с кислотой ΔН_теор по первому следствию из закона Гёсса: сначала в общем виде, а затем с подставленными табличными значениями энтальпий образования веществ (см. приложение Б).

Относительную ошибку опыта рассчитываем по формуле:

,

где ΔН_теор – теоретическое значение величины теплового эффекта, кДж;

ΔН_опытн – значение величины теплового эффекта, полученное в ходе опыта, кДж.

Запишите расчёт величины относительной ошибки опыта по вышеуказанной формуле.

Сделайте вывод о тепловом эффекте реакции взаимодействия металла с кислотой и укажите, с какой ошибкой он был найден в данном случае.

Вопросы для защиты лабораторной работы:

1. Что такое энтальпия (тепловой эффект) химической реакции?

2. Как называются химические реакции, протекающие с выделением теплоты?

3. Как называются химические реакции, протекающие с поглощением теплоты?

4. Формулировка закона Гёсса.

5. Первое следствие из закона Гёсса.

6. Как рассчитать тепловой эффект реакции по значениям энтальпий образования вступающих в реакцию и образующихся веществ?

7. Второе следствие из закона Гёсса.

Рекомендуемая литература:

1. Н.Л. Глинка. «Общая химия». Главы «Превращения энергии при химических реакциях», «Термохимия», «Термохимические расчеты», «Термодинамические величины. Внутренняя энергия и энтальпия», Стандартные термодинамические величины. Химико-термодинамические расчеты».

2. Е.М. Рыбалкин, О.Ю. Ковалик. «Химия. Учебное наглядное пособие». Глава «Химическая термодинамика».

3. П.Г. Пермяков, М.Х. Ахметов, С.В. Зенцова. «Основные закономерности протекания химических процессов в газообразных и конденсированных системах. Учебное пособие». Глава «Химическая термодинамика».

4. Р.М. Белкина, Р.И. Славкина, В.Ф. Горюшкин. «Энергетика химических процессов. Задания для практических занятий».