Nauczyciel chemii Stefan Siedlecki Badanie ciepa rozpuszczania substancji

Nauczyciel chemii - Stefan Siedlecki

Badanie ciepła rozpuszczania substancji z wykorzystaniem czujnika temperatury (PASPORT PS -2125) • Poziom edukacyjny Szkoła ponadgimnazjalna lub ponadpodstawowa Klasa II • Wymagania programowe Program nauczania chemii w zakresie rozszerzonym dla liceum ogólnokształcącego i technikum Maria Litwin i Szarota Styka-Wlazło Uczeń : ü interpretuje zapis ∆H <0 i ∆H >0 do określenia efektu energetycznego reakcji ü stosuje pojęcia : egzoenergetyczny, endoenergetyczny do opisu efektów energetycznych przemian

Karta pracy ucznia Temat doświadczenia: Badanie ciepła rozpuszczania substancji z wykorzystaniem czujnika temperatury (PASPORT PS -2125) Instrukcja dla ucznia: W czterech zlewkach oznaczonych cyframi rzymskimi I, III , IV umieść po 100 cm 3 wody destylowanej. Zmierz temperaturę wody w każdej zlewce przed dodaniem substancji. Naczynka wagowe zawierają po 0, 1 mola każdej substancji. Następnie ( po kolei) dodaj do zlewki nr 1 substancję z naczynka nr 1 wymieszaj bagietką do chwili całkowitego rozpuszczenia się substancji i dokonaj pomiaru temperatury powstałego roztworu. Wynik zanotuj. Powtórz czynności dla przypadku 2, 3 i 4. Wiedząc , że substancjami 1, 2, 3, 4 są ( kolejność przypadkowa ) chlorek sodu, saletra amonowa , wodorotlenek sodu, chlorek wapnia i analizując podane wartości entalpii rozpuszczania podaj wzory sumaryczne substancji 1, 2, 3, 4

W tym celu: ü Podłącz czujnik temperatury z interfejsem za pomocą łącza USB ü Końcówkę czujnika zanurz w roztworze nr I ü Uruchom pomiar ü Wynik zapisz w tabeli ü Opłucz czujnik wodą destylowaną przy użyciu tryskawki i dokonaj pomiarów w pozostałych trzech zlewkach( pamiętaj o każdorazowym dokładnym opłukaniu czujnika wodą) ü Analizując uzyskane wartości temperatur i dołączone do karty molowe ciepła rozpuszczania zaproponuj co znajdowało się w każdym z naczynek. W każdym przypadku porównaj entalpię sieci krystalicznej z entalpią solwatacji wpisując w tabeli znak mniejszości lub znak większości ü Zweryfikuj swoje ustalenia z nauczycielem

Wyniki pomiarów Nr zlewki Zmierzona temperatura wody Zmierzona temperatura roztworu Wzór substancji/ Hipoteza/ Porównaj Es z ΔHsolw I Es ………. ΔHsolw II Es ………. . ΔHsolw IV Es ………. ΔHsolw Nazwa substancji stężenie molalne ∆H rozpuszczania w k. J/mol rozpuszczonej substancji Wodorotlenek sodu 1 mol/ 1 kg wody -42, 49 Chlorek sodu 1 mol/ 1 kg wody 3, 89 Chlorek wapnia 1 mol/ 1 kg wody -82, 93 Saletra amonowa 1 mol/ 1 kg wody 25, 77

Entalpia rozpuszczania • • • Ciepło rozpuszczania - efekt cieplny towarzyszący procesowi rozpuszczania. W przypadku procesu rozpuszczania prowadzonego pod stałym ciśnieniem ciepło rozpuszczania jest równoważne entalpii tego procesu. W procesie rozpuszczania substancji krystalicznych ulega zniszczeniu sieć krystaliczna kosztem pobrania z otoczenia energii równej tzw. , energii sieciowej (E s). W drugim etapie powstałe cząsteczki lub jony ulegają procesowi solwatacji, czemu towarzyszy wydzielanie się energii (ΔH solw). Zgodnie z prawem Hessa można to przedstawić w następujący sposób: ΔHr = Es + ΔHsolw gdzie ΔHr to sumaryczna entalpia rozpuszczania. Proces rozpuszczania może być: egzotermiczny (powodujący wzrost temperatury roztworu), jeżeli wydzielana energia solwatacji jest wyższa niż energia sieciowa, endotermiczny (powodujący obniżenie temperatury roztworu) jeśli dominuje energia sieciowa nad energią solwatacji. Zwykle ciepło rozpuszczania danej substancji w danym rozpuszczalniku podaje się dla jednego mola tej substancji rozpuszczanej w warunkach normalnych. Efekt cieplny rozpuszczania nie zależy wyłącznie od natury chemicznej substancji rozpuszczanej i rozpuszczalnika ale także od warunków prowadzenia tego procesu, w szczególności od tego jakie było stężenie początkowe i końcowe. Np: inny efekt cieplny wystąpi gdy rozpuszcza się 1 mol danej substancji w 10 litrach czystego rozpuszczalnika, a inny gdy ten sam mol substancji dodaje się do 1 litra roztworu, w którym wcześniej rozpuszczono 2 mole tej substancji. Podczas rozpuszczania często występują efekty cieplne. Niektóre substancje np. kwas siarkowy, etanol lub wodorotlenek sodu tworząc roztwór z wodą silnie się ogrzewają. Inne np. chlorek lub bromek potasu, a także azotan(V) srebra rozpuszczają się pobierając ciepło z otoczenia.