Παρασκευή, 5 Δεκεμβρίου 2008

Υπολογισμός θερμότητας αντίδρασης.

Στην εργαστηριακή άσκηση «Υπολογισμός θερμότητας αντίδρασης» επαληθεύουμε το νόμο του Hess, μετρώντας τις θερμότητες αντίδρασης σε τρεις αντιδράσεις, από τις οποίες η τρίτη είναι η απευθείας πορεία από τις αρχικές ουσίες στα τελικά προϊόντα.

Όπως γράφει ο τότε καθηγητής Δημήτριος Κατάκης του Χημικού – Φυσικού Αθήνας, στο βιβλίο του «Μαθήματα Ανοργάνου Χημείας» - Αθήνα 1972 -
….εάν η αντίδρασις λαμβάνη χώραν κατά διαδοχικάς βαθμίδας, η μεταξύ τελικών προϊόντων και αρχικών ουσιών διαφορά ενθαλπίας ισούται προς το αλγεβρικόν άθροισμα των διαφορών ενθαλπίας των επί μέρους αντιδράσεων.
Ανάλογος διατύπωσις είναι δυνατόν να δοθή δι’ αντιδράσεις υπό σταθερόν όγκον, χρησιμοποιουμένης εν τοιαύτη περιπτώσει της εσωτερικής ενέργειας, αντί της ενθαλπίας.
Και παρακάτω …. (Εις το τεράστιον εργοστάσιον της Φύσεως, η Αρχή της εντροπίας διαδραματίζει ρόλον διευθυντού, διότι υπαγορεύει τον τρόπον και την μέθοδον ολοκλήρου της επιχειρήσεως, ενώ η Αρχή της ενέργειας απλώς χρησιμεύει εις την τήρησιν των λογιστικών βιβλίων, δίδουσα τον ισολογισμόν των χρεώσεων και των πιστώσεων R. Emden)

Με βάση τον εργαστηριακό οδηγό της Χημείας της Β Λυκείου κατεύθυνσης, Λιοδάκη – Γάκη, η πορεία της άσκησης με μικρές τροποποιήσεις:
Η πρώτη αντίδραση είναι η διάλυση στερεού ΝαΟΗ σε νερό. Διαλύουμε 2 g NaOH σε 200 ml νερό και υπολογίζουμε τη θερμότητα που εκλύθηκε από τη διαφορά θερμοκρασίας που παρατηρείται.
Η δεύτερη αντίδραση είναι η εξουδετέρωση διαλύματος ΝαΟΗ με διάλυμα HCl. Προσθέτουμε 100 ml διαλύματος ΝαΟΗ 0,5 Μ, σε 100 ml HCl O,5 M. Υπολογίζουμε τη θερμότητα που εκλύεται από την διαφορά θερμοκρασίας που παρατηρείται.
Η τρίτη αντίδραση είναι η συνολική των δυο προηγούμενων, η εξουδετέρωση στερεού ΝαΟΗ με διάλυμα HCl. Στερεό ΝαΟΗ ρίχνεται απευθείας σε διάλυμα ΗCl. Προσθέτουμε 2 g ΝαΟΗ σε 200 ml HCl O,5 M. Υπολογίζουμε τη θερμότητα που εκλύεται από την διαφορά θερμοκρασίας που παρατηρείται.
Στη συνέχεια υπολογίζουμε τη θερμότητα αντίδρασης για την κάθε αντίδραση, και διαπιστώνουμε ότι η θερμότητα της τρίτης αντίδρασης ισούται με το άθροισμα των θερμοτήτων των δυο επιμέρους αντιδράσεων. Εκεί που τελειώνει η πρώτη, αναλαμβάνει τη σκυτάλη η δεύτερη για να φτάσουμε στα τελικά προϊόντα της τρίτης.
Η άσκηση σε τρεις κάρτες
Η πρώτη κάρτα με τις τρείς αντιδράσες.
Η δεύτερη κάρτα με ενδεικτικές μετρήσεις – υπολογισμούς.
Η τρίτη κάρτα επιχειρεί μια εποπτική ερμηνεία του νόμου του Hess με ενεργειακά σκαλοπάτια












Δεν υπάρχουν σχόλια: