Баешова а.Қ. Жалпы химия (зертханалық жұмыстардың жинағы) Оқу-әдістемелік құрал
жүктеу/скачать 359,41 Kb.
|
treatise4937
- Бұл бет үшін навигация:
- Сұрақтар және есептер
- 2-зертханалық жұмыс
- Лавуазье Лаплас заңы
| Заттардың химиялық өзгерістері
Әрбір тәжірибенің алдында зерттелетін реакцияның теңдеуін жазыңыздар, оны оқытушыға көрсетіңіздер, содан кейін оқытушының рұқсатын алып, реакцияларды жасауға кірісіңіздер. №1-тәжірибе. Дайындалған ерітінділерді пайдаланып, кестеде «А» бағанасында көрсетілген иондық-молекулалық теңдеуге сәйкес ерімейтін тұздарды алыңыздар.
Есеп беру. тәжірибені орындау тәртібін қысқаша жазыңыздар, заттардың рационалды атауларын пайдаланыңыздар және байқаған құбылыстарды сипаттаңыздар, мысалы: «Калий сульфатының ерітіндісіне барий нитратын қосқан кезде ақ түсті тұнба түзіледі»; жүргізілген реакцияның теңдеуінің молекулалық түрін жазыңыздар және тұнбаға түскен тұздың формуласының астына тұнбаның түсін және тұздың атын жазыңыздар; осындай тұзды алудың басқа жолдарын да көрсетіңіздер және реакциялардың теңдеулерін жазыңыздар. 2-тәжірибе. 1-кестенің «Ә» бағанасында көрсетілген негіздерді алыңыздар. Осы негіздердің қышқылдық-негіздік қасиеттерін зерттеу үшін алынған негізді екі пробиркаға бөліңіздер. Бір бөлігіне сұйытылған күшті қышқыл құйыңыздар, ал екінші бөлігіне – күшті негіздің ерітіндісімен әсер етіңіздер. Есеп беру. тәжірибелер жүргізген кезде байқалған құбылыстарды сипаттаңыздар және осы құбылыстардың негізінде алынған қосылыстың қышқылдық-негіздік қасиеттері жөнінде қорытынды жасаңыздар; жүргізілген барлық реакциялардың молекулалық және иондық-молекулалық теңдеулерін жазыңыздар және судан басқа заттардың барлығының формулаларының астына олардың аттарын жазыңыздар. жүргізілген реакциялардың нәтижесінде алынған тұздардың графикалық (құрылымдық) формулаларын жазыңыздар. 3-тәжірибе. 1-кестенің «Б» бағанасында келтірілген реакциялардың тізбектерін орындаңыздар. Есеп беру. жүргізілген реакцияларды және байқалған құбылыстарды сипаттаңыздар (заттардың түсінің өзгеруі, тұнбалардың түзілуі, тұнбалардың түсі, газдардың бөлінуі және т.б.); тізбектегі әрбір өзгерісті сипаттайтын реакцияның молекулалық және иондық-молекулалық теңдеулерін жазыңыздар. Сұрақтар және есептер
2-кестедегі «А» бағанасындағы қышқылдағы қышқыл түзуші элементтің массалық үлесін (%) және «Ә» бағанасындағы негіздегі негіз түзуші элементтің массалық үлесін (%) есептеңіздер. 2-кестедегі «А» бағанасындағы қышқыл және «Ә» бағанасындағы негіздің әрекеттесуінің нәтижесінде түзілуі мүмкін барлық тұздардың (орта, қышқылдық, негіздік) алыну реакцияларын жазыңыздар. 2-кестедегі «Б» бағанасындағы оксидтің қасиеттері амфотерлі екенін ескеріп, оның кестедегі «А» бағанасындағы қышқылмен және «Ә» бағанасындағы негізбен әрекеттесу реакцияларын жазыңыздар. Жақшада көрсетілген мәндер осы оксидтердің реакцияға түскен массасы екенін ескеріп, екі реакцияның нәтижесінде түзілген тұздардың массаларын (г) есептеңіздер. Реакциялар нәтижесінде орта тұздар түзіледі деп есептеңіздер. Қалыпты жағдайда оттек белгілі элементпен әрекеттескенде 2-кестедегі «Б» бағанасындағы оксидтер түзіледі. Оксидтің осы бағанада жақшада көрсетілген массасы түзілу үшін қалыпты жағдайда оттектің қандай көлемі қажет екенін есептеңіздер. №2-зертханалық жұмыс Химиялық реакциялардың энтальпиясы. Тұздардың гидраттану энтальпиясын анықтау. Нейтралдану энтальпиясын анықтау. Теoриялық бөлім. Табиғатта немесе лабораториялық тәжірибе кезінде өтетін химиялық үдерістердің қайсысын алсақ та, олардың азды-көпті энергетикалық өзгерістермен қабат жүріп отыратынын көреміз. Көбінесе энергетикалық өзгерулер жылудың бөлінуі несесе сіңірілуі түрінде байқалады. Сондықтан химиялық реакциялар энергетикалық жағынан алғанда экзотермиялық - жылуды сыртқа шығаратын, эндотермиялық - жылуды сіңіретін деп екіге бөлінеді. Химиялық реакцияның жылу эффектісі деп оның тұрақты қысымда немесе тұрақты көлемде өткенде бөліп шығаратын немесе сіңіретін жылудың мөлшерін айтады. Химиялық реакциялардың энергетикалық эффектісін және сол эффектісін әрекеттесететін заттардың құрамы мен құрылысына, үдерістің өту жағдайына тәуелділігін зерттейтін сала термохимия деп аталады. Термохимияның өзі әр түрлі үдерістердің энергетикалық өзгерулерін зерттейтін теориялық химияның басты саласы термодинамиканың бір бөлігі болып табылады. Эксперимент түрінде химиялық үдерістердің жылу эффектілерін анықтаумен қатар, термохимия басқа да термодинамикалық шамаларды тауып, олардың жағдайға сай өзгеруін анықтайды. Термодинамикада реакцияның жылу эффектісінің таңбасы былай алынады: экзотермиялық реакция нәтижесінде бөлінетін жылу жүйеден сыртқа шығып жатқандықтан, теріс таңбалы етіп алынып, энергияның азаятынын көрсетеді. Керісінше, жылу сырттан жүйеге сіңірілген кезде, оның энергиясы артатындықтан, жылу эффектісінің таңбасы оң етіп алынады. Көптеген жағдайда химиялық реакцияның теңдеуі жылу эффектісімен қоса жазылады. Экзотермиялық реакцияның жылу мөлшерін теңдеумен сол жағына теріс таңбамен белгілеп алады. Мысалы: H2(г)+1/2 O2 − 287 кДж = H2O (г) Осындай, жылу эффектісімен қоса жазылған химиялық теңдеуді термоxимиялық теңдеу дейді. Энтальпия немесе жылу эффектісі деп химиялық реакцияларда бөлінетін немесе сіңірілетін жылуды айтады. Термохимия заңдары Лавуазье Лаплас заңы: жай заттар қосылып, күрделі зат түзілгенде бөлінетін (немесе сіңірілетін) жылу мөлшері сол күрделі зат қайтадан жай заттарға ыдырағанда сіңірілетін (немесе бөлінетін) жылуға тең. Мысалы: H2 + F2=2HF Q = − 537,2 кДж 2HF= F2 + H2 Q = 537,2 кДж Термохимиялық есептеулерде Гесс заңынан шығатын салдарды қолданған ыңғайлы: Химиялық реакцияның жылу эффектісі реакция өнімдерінің түзілу жылуларының қосындысынан бастапқы реагенттердің түзілу жылуларының қосындысын алып тастағандағы айырымына тең (мұндайда теңдеудегі барлық заттың алдындағы коэффициенттер ескеріледі). Практикалық жұмыстарда энтальпияны калориметр деп аталатын қондырғыда анықтайды. Калориметрдегі калориметрлік ыдыс жылуды сыртқа шығармау үшін жасалған, оның ішінде термометр болу керек. Калориметрдегі бөлінген, немесе сіңірілген жылудың мөлшерін мынадай формула арқылы есептейді: Q=(t1-t2)∑C Мұнда: t2− ақырғы температура; t1− бастапқы температура: ∑C − жүйенің жылу сыйымдылығы, калориметрлік ыдыс пен оның ішіндегі заттың жылу сыйымдылығының жиынтығы ∑C=C1m1+C2m2; C 1 және C 2 − шыны мен сұйықтықтың меншікті жылу сыйымдылығы. m1 және m2 − калориметрдің және оның ішіндегі сұйықтықтың массасы. Жылу эффектісін заттың 1 моліне есептеу үшін мынадай формула қолданылады: ∆Н= Q∙ M/m ∆Н – 1 мольге есептелген жылу эффектісі (энтальпия), Q − жылу мөлшері, M − заттың молярлық массасы, m – заттың массасы. Сулы ортада жүретін реакциялардың энтальпиясын анықтау үшін суретте көрсетілгендей калориметрді қолдануға болады. Көлемі екі түрлі стакан алып кішісін үлкенінің ішіне салу керек, бірі біріне тиіп кішкене стакан жылуын жоғалтпау үшін араларына қабық тығындарын қою керек. Кішкене (ішкі) стаканды (1) термометр (2), воронка (3) және араластырғыш (4) (мешалка) орналастырылған қақпақпен жабу. 2.1. Гидраттану энтальпиясын анықтау a) Сусыз тұзға кристаллизациялық су қосылу реакциясының энтальпиясын анықтау Лаборанттан белгісіз сусыз тұз және оның кристаллогидратын алады. Сусыз тұздың 7 грамын өлшеп алып, оны калориметрдегі температурасы өлшенген суға салады (судың көлемі − 200 мл). Ерітіндіні араластыра отырып, әрбір 30 секунд сайын температурасын өлшейді. Біраздан кейін температура тұрақты бола бастайды, осыдан кейін температураны өлшеп жазып қояды. Осындай тәжірибені кристаллогидратпен қайталайды. Алынған нәтижелерді кестеге жазады.
Гидратация энтальпиясын анықтау үшін мынадай реакцияларды қарастырамыз. Мысалы: Na2CO3 +10 H2O = Na2CO3 .10 H2O(қ), ∆Hгидр Na2CO3 .10 H2O(қ) +xH2O= Na2CO3 +(x+10) H2O, ∆H2 Сусыз тұздың еруінің энтальпиясы (∆H1) сусыз тұздың гидраттану энтальпиясы мен (∆Hгидр) кристаллогидраттың еру энтальпиясының (∆H2) қосындысынан тұрады. Гесс заңы бойынша ∆H1= ∆Hгидр+ ∆H2. Сусыз тұздың гидраттану энтальпиясын есептеп, оны кестедегі шамамен салыстырып, қандай тұз алғандарыңды табыңдар. 1-кесте
б) Мыс сульфатының гидраттану энтальпиясын анықтау Алдын ала өлшенген калориметрдің стаканына дистилденген су құйып, калориметрдегі судың температурасын (t1) өлшейді. 8 грамм сусыз мыс сульфатын алып, араластырғышты іске қосып, суда ерітеді. Ерітіндінің ең жоғарғы температурасын (t2) өлшейді. Ерітіндінің жылу сыйымдылығын 4,18 Дж/г∙град. және тығыздығын 1 г/см3 тең деп алып және ерітінді мен калориметрлік стаканның массасын ескере отырып, калориметрдегі бөлінген жылу мөлшерін (∆H1) есептейді (жоғарыда келтірілген формулалар бойынша). Осындай тәжірибені мыс сульфатының кристаллогидраты үшін қайталайды (m=10г). Бөлінген жылу мөлшерін есептейді (∆H2). Тәжірибенің нәтижелерін пайдаланып, мыс сульфатының гидраттану жылуын есептейді: CuSO4(қ)+5H2O(c)= CuSO4 .5H2O(қ) + ∆Hгидр. Гесс заңы бойынша ∆Hгидр = ∆H1 −∆H2. Есептеулерде стандартық энтальпиялардың таңбаларын ескеру керек. Тәжірибелер нәтижесін жазу үлгісі: Құрғақ тұздың массасы − m1, г Бастапқы температура − t1,0С Соңғы температура – t2,0С Жүйенің жылу сыйымдылығы −C, Дж/г∙град. Калориметрдегі бөлінген жылу мөлшері − Q1 Құрғақ (сусыз) тұздың еру жылуы − ∆Н1 Кристаллогидраттың массасы − m2, г Бастапқы температура – t3,0С Соңғы температура – t4,0С Жүйенің жылу сыйымдылығы –C, Дж/г∙град. Калориметрдегі бөлінген жылу мөлшері – Q2 Кристаллогидраттың еру жылуы − ∆Н2 Құрғақ сусыз тұздың гидраттану жылуы − ∆Нгидр 2.2. Тұздың түзілу энтальпиясы 5 г барий сульфаты түзілу үшін қажет болатын натрий сульфатының және BaCI2∙2H2O тұзының массасын есептейді. Барий хлоридін суда (150 мл) ерітіп, ерітіндіні калориметрге құяды. Натрий сульфатын есептелінген мөлшерден 5% артық алып, 150 мл суда ерітеді. Тәжірибенің басында BaCI2 және Na2SO4 ерітінділерінің температурасын өлшейді. Ерітіндінің реакция алдындағы орташа температурасын (t1) есептейді. Араластырғышты іске қосып, натрий сульфатының ерітіндісін калориметрге құяды, ең жоғарғы температураны (t2) өлшейді. Ерітіндінің жылу сыйымдылығын 4,184 Дж/г∙град. және тығыздығын 1 г/см3, ал шынының жылу сыйымдылығын 0,79 Дж/г∙град. деп есептеп, жоғарыда келтірілген формулаларды пайдаланып, калориметрдегі бөлінген жылу мөлшерін есептейді (∆Hх). Тәжірибе нәтижелерін жазу: Барий хлоридінің массасы – m1 Натрий сульфатының массасы − m2 Бастапқы температура − t1 Соңғы температура – t2 Жүйенің жылу сыйымдылығы – C Калориметрдегі бөлінген жылу мөлшері – Q Барий сульфатының түзілу жылуы − ∆Hх 2.3. Нейтралдану энтальпиясын анықтау Калориметрге концентрациясы 1 моль/л қышқылдан (HCl) 50 мл құяды. Басқа стаканға концентрациясы 1 моль/л сілтіден (NaOH) 50 мл құйып, калориметрдің жанына қояды. Екі ерітіндінің температурасы бірдей болғаннан кейін калориметрдегі қышқылдың температурасын (t1) өлшеп, араластыра отырып, сілті ерітіндісін құяды. Нейтралдану энтальпиясын (кДж/моль) есептеп, тәжірибенің қателігін анықтаңыз (∆Н нейтр = − 57,22 кДж/моль). Есептер жүктеу/скачать 359,41 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|