Entalpija otapanja tvari

Mjere opreza

  • 07@2x.png

Mjere zaštite

  • naocale.png
  • rukavice.png

Potrebne kemikalije i pribor

  • čaša od stiropora od 200 mL (jednostavni kalorimetar)

  • poklopac za čašu od stiropora ili debljega kartona

  • vaga

  • menzura od 100 mL

  • tarionik s tučkom

  • termometar

  • zaporni sat

  • uzorak tvari (npr. kalcijev klorid, amonijev klorid ili limunska kiselina)

  • destilirana voda

Postupak:

1. Sastavite jednostavni kalorimetar – od tanjega stiropora ili kartona izrežite poklopac veličine otvora čaše i probušiti rupicu za termometar.

2. Sav pribor i kemikalije ostavite na sobnoj temperaturi dalje od izvora svjetlosti ili topline dok im se temperature ne izjednače.

3. Izračunajte masu tvari koja odgovara množini od 0,02 mol; uzorak usitnite u tarioniku i prebacite ga u suhu epruvetu, a epruvetu začepite čepom; izvažite epruvetu s uzorkom i čepom (točnost vaganja 0,01 g); podatke vaganja bilježite u 1. tablicu.

4. Izvažite čašu od stiropora (točnost vaganja 0,01 g), ulijte u čašu oko 50 mL vode te čašu s vodom ponovno izvagažite. Razlika u odvagama jest masa vode u kalorimetru

5. U 2. tablicu svakih pola minute bilježite vrijednosti izmjerenih temperatura vode. Mjerenja provodite 3 do 6 minuta.

Važno! Tijekom mjerenja ne smije se vaditi termometar iz otopine.

6. Nakon 3 do 6 minuta podignite poklopac i u vodu dodajte sav sadržaj tvari iz epruvete. Poklopac vratite na mjesto i polagano miješajte termometrom da se sav uzorak otopi. Nastavite bilježiti temperaturu otopine svakih pola minute još 3 do 6 minuta

7. Začepljenu epruvetu ponovno izvagažite (točnost 0,01 g). Razlika u odvagama epruveta jest masa uzorka dodanoga u kalorimetar

8. Mjerenja prikažite grafički na milimetarskome papiru kao ovisnost temperature u kalorimetru o vremenu prije, za vrijeme i nakon kemijske reakcije (termogram).

9. Na temelju grafičkoga prikaza odredite promjenu temperature u kalorimetru uslijed otapanja odabrane tvari.

10. Izračunajte toplinski kapacitet kalorimetra uz pretpostavku da toplinskomu kapacitetu kalorimetra pridonosi jedino voda te da je toplinski kapacitet otopine jednak toplinskomu kapacitetu vode. Specifični toplinski kapacitet vode iznosi 4,19 J K–1 g–1.

11. Izračunajte toplinu koja bi se izmijenila s okolinom tijekom otapanja odabrane tvari u vodi.

12. Iz napretka (dosega) reakcije i izmijenjene topline izračunajte reakcijsku entalpiju otapanja odabrane tvari.

Izvješće pokusa:

1. Prikažite otapanje odabrane tvari termokemijskom jednadžbom.

2. Na temelju grafičkoga prikaza odredite promjenu temperature uslijed reakcije otapanja (Δt) i zaključite je li otapanje odabrane čvrste tvari egzotermna ili endotermna promjena.

3. Objasnite energijske promjene pri otapanju čvrste tvari u vodi.

4. Usporedite izmjerenu vrijednost reakcijske entalpije otapanja korištene soli s podatkom pronađenim u literaturi.

5. Izračunajte relativnu pogrešku koristeći se izrazom:

[latex]P=\frac{\lvert{\triangle_{sol}H_e-\triangle_{sol}H_t}\rvert}{\triangle_{sol}H_t}\times100[/latex]

gdje je:

ΔsolHe – eksperimentalno određena vrijednost entalpije

∆solHt – teorijska vrijednost reakcijske entalpije

6. Razmislite kako povećanje temperature utječe na topljivost promatrane tvari u vodi.

7. Na temelju vrijednosti reakcijske entalpije otapanja tvari dobivene pokusom izračunajte reakcijsku entalpiju kristalizacije te tvari (–ΔsolH) pri istoj temperaturi.