Εργαστηριακή άσκηση Β' Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης

Προτείνεται να εκτελεστεί μετά τη διδασκαλία της Θερμιδομετρίας - 2ο Κεφάλαιο

 

ΜΕΤΡΗΣΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ ΕΝΘΑΛΠΙΑΣ ΜΙΑΣ ΧΗΜΙΚΗΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ

 

ΣΤΟΧΟΙ: Όταν θα έχετε πραγματοποιήσει αυτή την εργαστηριακή άσκηση θα μπορείτε:

ü      Να μετράτε όγκους υγρών με ογκομετρικό κύλινδρο.

ü      Να χρησιμοποιείτε το θερμόμετρο για τη μέτρηση θερμοκρασίας υγρών.

ü      Να χρησιμοποιείτε ορισμένα όργανα του χημείου.

ü      Να υπολογίζετε το εκλυόμενο ποσό θερμότητας κατά τη πραγματοποίηση μιας χημικής αντίδρασης.

ü      Να υπολογίζετε τη μεταβολή της ενθαλπίας μιας χημικής αντίδρασης.

ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙΔΙΑ

Θερμοκρασία, Θερμότητα, Μεταβολή ενθαλπίας, Ειδική θερμοχωρητικότητα, Θερμιδόμετρο, Πυκνότητα, Συγκέντρωση διαλύματος.

ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ  ΓΝΩΣΕΙΣ

Μελετήστε τις παραγράφους: Ενθαλπία εξουδετέρωσης, Θερμιδομετρία.

 

Υπολογισμός της θερμότητας εξουδετέρωσης διαλύματος ΗCl από διάλυμα NaOH

 

Απαραίτητα όργανα

Αντιδραστήρια

ü      2 ογκομετρικοί κύλινδροι 50ml ή 100ml

ü      2 ποτήρια από αφρώδη πλαστικό

ü      1 θερμόμετρο

ü      Διάλυμα HCl 1M

ü      Διάλυμα NaOH 1M

Παρατήρηση: Τα διαλύματα του HCl και του NaOH που θα χρησιμοποιήσουν οι μαθητές να βρίσκονται όχι σε ογκομετρική φιάλη αλλά σε ποτήρια ζέσης, ώστε να είναι ευκολότερη η χρήση τους.

 

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ  ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ

  1. Μέτρησε με ογκομετρικό κύλινδρο, 50ml διαλύματος HCl 1,0M, βάλε το διάλυμα σε καθαρό ποτήρι από αφρώδες πλαστικό και μέτρησε τη θερμοκρασία του διαλύματος: ............ oC.

  1. Μέτρησε με ογκομετρικό κύλινδρο, 50ml διαλύματος ΝαΟΗ 1,0M, και μετά βρες τη θερμοκρασία του διαλύματος: ............ oC.

  1. Ρίξε το διάλυμα του NaOH στο ποτήρι που περιέχει το διάλυμα HCl και ανάδεψε το διάλυμα ήπια.

  1. Μέτρησε τη μέγιστη θερμοκρασία του τελικού διαλύματος: .................. oC.

 

Συμπλήρωσε τον πίνακα :

Αρχική θερμοκρασία HCl (aq)

 

Αρχική θερμοκρασία NaOH (aq)

 

Μέση αρχική θερμοκρασία

Θ1=

Θερμοκρασία τελικού διαλύματος

Θ2=

Μεταβολή θερμοκρασίας

ΔΘ= Θ2- Θ1=

Ολική μάζα διαλύματος

m=               g

Θερμότητα που ελευθερώνεται κατά την αντίδραση

Q=                kcal

moles NaOH=moles HCl

 

Ενθαλπία εξουδετέρωσης

ΔΗ=              kcal/mol

 

Παρατήρηση:  Θεωρούμε ότι:

  1. όλη η θερμότητα που εκλύεται κατά την αντίδραση απορροφάται από το διάλυμα που βρίσκεται στο θερμιδόμετρο.
  2. η μετρούμενη θερμότητα της αντίδρασης είναι ίση με τη μεταβολή (ΔΗ) της αντίδρασης.
  3. το διάλυμα είναι πολύ αραιό οπότε η πυκνότητά του και η ειδική θερμοχωρητικότητά του είναι οι αντίστοιχες του νερού, δηλαδή ρ=1g/ml  και  c=1cal/g.grad.
  4. η θερμοχωρητικότητα του οργάνου είναι μηδενική.

 

ΦΥΛΛΟ  ΕΡΓΑΣΙΑΣ

1.                  Να επισημάνετε ορισμένους λόγους, που κατά τη διαδικασία εκτέλεσης της άσκησης, είναι δυνατόν να οδηγήσουν σε αποτελέσματα που αποκλίνουν από την πραγματική τιμή ΔΗ.

2.                  Αν υπολογίσετε την ΔΗ της αντίδρασης KOH + HCl [ K+ + Cl- + H2O στην ίδια θερμοκρασία, τότε θα βρείτε διαφορετική τιμή από αυτή που υπολογίσατε και γιατί.

3.                  Αν τα αρχικά διαλύματα είχαν θερμοκρασία 25οC τότε θα βρίσκατε την ίδια ή διαφορετική τιμή ΔΗ και γιατί; Πώς ονομάζουμε σ΄ αυτή την περίπτωση την ΔΗ;

4.                  Αναμιγνύουμε 200mL διαλύματος HCl 0,5Μ και 300mL διαλύματος ΝaOH  0,5Μ. Με βάση τη ΔΗ της αντίδρασης που υπολογίσατε στην εργαστηριακή άσκηση να βρείτε:

Α.  Τη θερμότητα που εκλύεται κατά την ανάμειξη των διαλυμάτων.

Β.   Τη θερμοκρασία του διαλύματος της ανάμειξης αν η αρχική θερμοκρασία των διαλυμάτων είναι 20οC.

Γ.   Τη συγκέντρωση του διαλύματος της ανάμειξης για κάθε μία από τις διαλυμένες ουσίες που περιέχει.

Δίνονται: ρΔ/τος=1g/mL , c=1cal/g.grad , cοργανου=0.