termochimie.doc

8/10/2019 Termochimie.doc

1/8

TERMOCHIMIA- DETERMINAREA EFECTULUI TERMIC CENSOESTE REACIILE CHIMICE

Cldura de reacie este efectul termic ce nsoete o reacie chimic i reprezint

cantitatea de cldura absorbit sau degajat n timpul unei reacii chimice. Ea depinde numai destarea iniial i starea final a sistemului chimic, nu i de drumul parcurs de sistem n timpulevoluiei sale.

Cldura de reacie se determina n majoritatea cazurilor n condiii de presiune constant,Qpi mai rar n condiii de volum constant, Qv, la o anumit temperatur.

Cldurile de reacie la presiune constant Qp !" sunt chiar entalpiile de reacie.#rocesele chimice n care sistemul reactant cedeaz cldura mediului e$terior se numesc reaciie$oterme !"% &, iar cel n care sistemul absoarbe cldur din mediul e$terior !"'& se numescreacii endoterme.

1. Deer!i"area e"al#iei de "eurali$are

%ri"ci#iul lucrrii&Cldura de neutralizare a unui acid cu o baz reprezint cantitatea de cldur degajat la

formarea unui mol de ap (")*+ dintrun ion gram de protoni hidratai "-* i un ion gram degrupe hidro$il "*/. #entru reaciile dintre acizii i bazele tari, n soluii apoase diluate, entalpia de

neutralizare are aceeai valoare, egal cu 0-,1 2cal3mol, sau 4 51,-263mol la 07oC ()80 9+ i 0atm, indiferent de natura acidului i a bazei.

:adar, la neutralizarea acizilor tari cu baze tari n soluie apoas se produce practicreacia de formare a unui mol de ap;

"and cu grij sistemul pentru uniformizarea temperaturii.M'dul de lucru& se introduc n paharul de sticl al sistemului calorimetric )5 m soluie de "Cl 0= i secitete, dup apro$imativ - minute, temperatura acestei soluii (ti+ cu ajutorul unui termometruD


2/8

se adaug 5& m =a*" &,5 =, la aceeai temperatur, peste soluia aflat n calorimetruD din momentul amestecrii se urmrete variaia temperaturii p>n c>nd ea devineconstant i se noteaz valoarea ei (tf+.

?e procedeaz similar i pentru celelalte reacii de neutralizare indicate mai sus, folosindurmtoarele volume de soluii; )5 m soluie ")?*@0= i 5& m soluie =a*" &,5 =D )5 m soluie "Cl 0= i 5& m soluie ="@*" &,5 =.

Calcule (i re$ulae&Conform ecuaiei calorimetrice;+,!cal'ri!eruccal'ri!eru!)'lacidcacid!)'l*a$c*a$/0-i/ (+

n care se cunosc;mcalorimetruccalorimetru)& cal3grad i reprezint capacitatea caloric a calorimetrului

(Cvas+Dacid baz 0,& g3cm-

cacid cbaz &,8-0 cal3g.gradmsol.acid Fsol.acidsol.acid(grame+ (1+msol.baz Fsol. bazsol. baz(grame+ (7+

"neutralizare Q3n (8+unde;n numrul de echivaleni din volumul de )5 m, respectiv 5& de m, de acid sau baz folosii ise calculeaz astfel;

)5 m sol."Cl 0=..................................n echivaleni "Cl0&&& m sol."Cl 0=...........................0 Eg"Cl n &,&)5echivaleni "Cl

sau5& m sol.=a*" &,5=........................n echivaleni =a*"0&&& m .......................................0 Eg=a*" n &,&)5 echivaleni =a*"

?e completeaz tabelul urmtor;

Reacia )udia i'C/

0'C/

'C/

+cal/Hcal

echiv

"Cl=a*"=aCl")*

")?*@)=a*"=a)?*@)")*

"Cl ="@*"="@Cl ")*

Interpretarea rezultatelor; ?e stabilete natura endoterm sau e$oterm a procesului studiat. ?everific dac entalpiile reaciilor (-+ i (@+ satisfac condiia (0+. ?e compar efectele termice alereaciilor (-+ i (@+ cu cel al reaciei (5+.

%r'*le!e&0. ? se scrie ionic reacia de neutralizare 9*" "=*- i i*" ")?*@.

). a neutralizarea a -& cm-"Cl 0= cu & cm

-=a*" &,5 = sa observat o diferen de

temperatur de apro$imativ ),)oC. ? se calculeze entalpia de reacie dac Cvas 0&&

cal3grad.

-. Ce volum de "Cl 0= trebuie introdus n vasul calorimetric, tiind c la neutralizare

au fost folosii &m =a*", iar Cvas0&& cal3grad i G" 0-.5 9cal3mol.

@. ? se calculeze volumul de soluie acid necesar neutralizrii unui volum de @& msoluie =a*" 0= tiind c entalpia de reacie este egal cu 00&& cal3mol Fariaia de

temperatur nregistrat dea lungul reacie a fost de 5 grade.

)


3/8

5. ? se determine capacitatea caloric a calorimetrului (Cvas+, tiind c la neutralizarea

unui volum de 0&& m de =a*" &,0 = cu 5& m " )?*@&,0 =, sa nregistrat o variaiea temperaturii de @ oC.Entalpia de reacie este de 07,5 9cal3mol.

. ? se determine variaia de temperatur care are loc la neutralizarea unui volum de 5&

m ="@*" &,5 = cu )5 m ")?*@&,0 =tiind c Cvas 0&& cal3grad, iar entalpia deneutralizare este 4 8,5 9cal3mol.

-


4/8

. Deer!i"area e"al#iei de di$'l2are

%ri"ci#iul lucrriirocesul de dizolvare a substanelor este nsoit de un efect termic, denumit cldur de

di$'l2are, care depinde de interaciile moleculelor sau ionilor substanei (e$. =aCl+, care sedizolv cu moleculele dizolvantului (")*+. He e$emplu, n cazul cristalelor =aCl/ionice n ap,cldura de dizolvare la presiune constant, "dizpoate fi e$plicat n felul urmtor; ntro prim

etap, sub aciunea apei, ionii imobili de =a i Cl/care ocup nodurile reelei cristaline suntndeprtai unii de alii p>n la distane at>t de mari, nc>t fora coulombian de interaciunedintre ei devine nulD ionii devin independeni i mobili n ap. :cest proces absoarbe energie dine$terior, astfel c dizolvarea srurilor ionice are loc cu scdere de temperatur.

Sc'#ul lucrriieste determinarea entalpiei de dizolvare pentru trei sruri, de e$emplu;="@Cl, 9=*-, 9)?*@.

A#araur (i )u*)a"e&

Aparatur; calorimetru, cilindru gradat de 0&& cm-, termometruSubstane; sruri ="@Cl, 9=*-, 9)?*@

M'dul de lucru&Cldura de dizolvare se determin cu ajutorul unui sistem adiabat.

se introduc n paharul Berzelius fi$at n cilindrul de polistiren e$pandat 0&& cm - de apdistilat, msurat cu un cilindru gradat i se urmrete stabilizarea temperaturii la termometruD senoteaz aceast valoare tiD

se c>ntresc la balana tehnic, 0 g dintro sare de mai sus i se introduce n apa sistemuluicalorimetric. ?e observ variaia de temperatur n timpul procesului de dizolvare. C>nd toat sarea

sa dizolvat, temperatura rm>ne constant se noteaz ca temperatura final tf.Calcule (i re$ulae&Entalpia de dizolvare, ca i cea de neutralizare, se calculeaz duprelaia;

"Q

ncal mol= ( 3 + (0+

n care;Q cantitatea de cldur din calorimetru (cal+Dn numrul de moli de substan dizolvat (mol+D

Q C t sau

Q C C tvas solutie

=

= +

( +

()+

n cazul de fa Cvas)& cal3grad, iar Csoluie0&& cal3grad

Heci Q()& 0&&+t 0)& t (-+=umrul de moli, n, de substan dizolvat se calculeaz raport>nd masa de substan

(0g+ la masa ei molecular, I.He e$emplu, pentru 9=*-, I9=*- -8 0@ @7 0&0 (g3mol+ i deci, n este; n 030&0 &,&&88

moli J &,&0 moli.Kntroduc>nd Q i n n relaia (0+ se obine entalpia de dizolvare ".?e alctuiete tabelul;

Sarea ! 3/ M

34!'l/

"

!'l/

i

'C/

0

'C/

'C/

+

cal/

H

cal4!'l/

@


5/8

Interpretarea rezultatelor: An funcie de semnul convenional al lui " se apreciaz naturaendoterm sau e$oterm a procesului, iar n funcie de valoarea entalpiei de dizolvare seordoneaz srurile studiate n sensul creterii ".

%r'*le!e&1. a dizolvarea n -& cm-ap a - g Ig(=*-+)se observ o diferen de temperatur de)&C. ? se determine entalpia de dizolvare, dac Cvas 5& cal3grad.. Ltiind c entalpia de dizolvare a Ig(=*-+))")* este 0&,-) 9cal3mol s se stabileascce diferen de temperatur se va obine la dizolvarea a ),5 g n -& m ap (C vas 5&cal3grad+.

5.Iarea =eagr conine 0@ g3 sare, =aClD dac la dizolvarea =aCl ntrun calorimetru se

formeaz )&& g soluie cu aceeai concentraie ca n Iarea =eagr,iar scderea temperaturiisoluiei (!t+ este &,)-MC, cldura specific a soluiei fiind @,07 63g Ngrad , Osol 0 g3m, entalpia

molar de dizolvare a =aCl este;a. 08),)7 6 , *. 08),)7 26 /mol6 c. @,&) 26 /mol7. Care este entalpia de reactie atunci cand se dizolva 87 g ")?*@in - g apaP8.? se determine cldura de dizolvare pentru uree, tiind c dup dizolvarea a 5 g uree n 0&& gap cu temperature iniial de )&oC, temperature scade la 07oC. Constanta calorimetrului utilizateste de &,0@ 963grad, iar cldura specific a apei este @,07 963grad.9.Antrun calorimetru ce conine 1&& g ap la temperatura de 08,) oC se adaug )&& g ap cutemperatura de 5& oC. emperatura de echilibru este )@,- oC. ? se calculeze constantacalorimetrului. ?e cunoate cldura specific a apei este @,07 963grad.

5


6/8

A#licaia le3ii lui He))

%ri"ci#iul lucrrii&Reacia de ardere a magneziului este reprezentat prin ecuaia reaciei urmtoare;

Ig(s+ S*)(g+ T Ig*(s+ (0+Har aceast reacie se poate obine prin combinarea urmtoarelor reacii chimice;Ig*(s+ ) "Cl(acalt s se obinecuaia reaciei de combustie a Ig.


7/8

Te!a de ca)&1. ?a se determine caldura de formare din elemente a Vn ?*@cunoscand efectele termice ale

reactiilor de mai jos (in 9cal3mol+;

0&,55

@@,)-

)

0

8@,00&)

-

@@

@-@

--))

)))

0

+=+

=+

=++

+=+

HSOZnOZnSO

HSOOSO

HSOZnOOZnS

HSZnZnSortorombic

. Heterminati caldura de reactie a proceului;+(E+(+(E+(E

)E0)E)) gOsOHClOHgCO ++

Haca se cunosc efectele termice ale urmatoarelor reactii;

molJHOHgOgH

molJHgCOgOsC

molJHsOHCgOgHsC

30&)7E,&+()

0+(

30&-8@,&+(+(+(

30&)E,0+(+(-+(E+(E

E-)))

E)))

E

0E0)E))

=+

=+

=++

5. Kn reactia carbidului cu apa in e$ces rezulta acetilena si hidro$id de calciu;+(+(+(+()+( ))))) gHCsOHCalOHsCaC ++

Calculati caldura de reactie care apare la obtinerea a 0&m-acetilena, daca se cunosc efecteletermice ale urmatoarelor reactii chimice;

molKcalHOHCagHgOsCa

molkcalHgHCgHsC

molkcalHlOHgOgH

molkcalHsCaCsCsCa

37&&,)-7+(+(+(+(

37&&,5@+(+(+()

35)&,E7+(+()

0+(

30@0&&+(+()+(

)))

)))

)))

)

=++

+=+

=+

=+

7. ?a se calculeze caldura de formare standard a ")?*@conform reactiei ;?(s+ )*)(g+ ")(g+")?*@(l+

Haca se cunosc entalpiile standard ale urmatoarelor reactii ;

0+ ?(s+*)(g+?*)(g+ ")87 1&,8 2cal3mol

)+ ?*)(g+ 03)*)(g+ ?*- (g+ ")87 )-,@89cal3mol

-+ ?*-(g+ ")*(l+ ")?*@(l+ ")87 -0,0@ 2cal3mol

@+ ")(g+ S *)(g+ ")* (l+ ")87 7,-) 2acl3mol

8. ?a se calculeze caldura de formare a benzenului lichid in starea standard din elemente.

C(s+ -")(g+ T C"(l+ (a+ DReactia de ardere a benzenului lichid din elemente este;

C" 053) *)(g+ TC*)(g+ -")*(l+ (b+ cu Gc"C"1702cal3mol .Reactiile de ardere ale ale carbonului si hidrogenului sunt;

C(s+ *)(g+ T C*) (g+ (c+ D cu G c"C 8@,0 2cal3mol iar")(g+03)*)(g+ T ")*(l+ (d+ D cu Gc"") 7,- 2cal3mol.

9.Calculati entalpia standard de formare a dio$idului de carbon cunoscand entalpiile standard de

reactie pentru ;C03)*) C* ")87 00&,- 9j3mol

C* 03)*) C*) ")87 )7-,- 9j3mol

1


8/8

precizati daca procesele in discutie sunt endoterme sau e$oterme

7

termochimie.doc

Documents