Лабораторна робота № 2. Визначення теплового ефекту реакції нейтралізації сильних та слабких кислот

Мета роботи – визначити значення теплоти нейтралізації сильних та слабких кислот та теплоти дисоціації слабких кислот, які супроводжують реакцію взаємодії кислот та основ.

Тепловим ефектом реакції нейтралізації () називають кількість теплоти, яка виділяється при взаємодії кислоти з основою.

Молярною інтегральною теплотою нейтралізації () називають кількість теплоти, яка виділяється при взаємодії одного молю кислоти з одним молем основи. Тому знаючи можна визначити за рівнянням (1.5):

,

де n – кількість моль-еквівалентів кислоти чи лугу, що прореагували.

Реакцію нейтралізації сильних кислот сильними основами в іонній формі можна записати таким чином:

Na⁺ + OH^-+ H₃O⁺ + Cl^- Na⁺ + Cl^- +Н₂O (1.12),

або

H₃O⁺ + OH^- 2 Н₂O + ΔН_нейтр. (1.13).

З цього випливає, що взаємодія сильних кислот з сильними основами супроводжується виділенням однакової кількості теплоти. За табличним даними в цьому випадку = -54,4·10³ Дж/моль. Тобто це екзотермічний процес, < 0, а = > 0. При проведенні експерименту одночасно з нейтралізацією має місце процес розведення, але значення теплоти розведення невеликі, тому ними нехтують.

Величина теплового ефекту реакцій нейтралізації слабких кислот залежить від сили кислоти. В загальному вигляді реакцію нейтралізації одноосновних слабких кислот, наприклад оцтової, можна представити таким чином:

НАс + NaOH = NaАс + Н₂O + ΔН_{нейтр., НАс} (1.14).

Цей процес складається з реакції дисоціації слабкої кислоти:

НАс + Н₂O = H₃O⁺ + Ас^- + ΔН_{дис., НАс} (1.15)

та самої нейтралізації (1.13):

H₃O⁺ + OH^- = 2Н₂O + ΔН_нейтр..

Тому тепловий ефект нейтралізації слабкої кислоти () дорівнює сумі теплот дисоціації та нейтралізації:

(1.16).