氨基甲酸铵分解平衡常数的测定实用教案

1、1 本实验是化学平衡研究中的一个经典实验。通常化学平衡实验的基本原则是：在一定条件下，当系统达到化学平衡时，存在一个平衡常数。因而，只要在系统达到化学平衡后，对平衡系统的温度、压力、组成进行测量，则由测量结果可计算反应的表观(bio un)(bio un)平衡常数。根据热力学原理可以导出平衡系统的 , , , , 等与标准平衡常数之间的关系，即omrGomrSomrHolnooomrmrmrKRTSTHG第1页/共14页第一页，共15页。实验(shyn)目的测定氨基甲酸铵的分解压力，并求得反应的标准(biozhn)平衡常数和有关热力学函数。掌握空气恒温箱的结构原理及其使用。第2页/共14页第二

2、页，共15页。实验(shyn)原理 )(CO)(2)(2342气气固体 NHCOONHNH设反应中气体为理想气体(l xin q t)，则其标准平衡常数PPPPK23CO2NH为100kPa。设平衡(pnghng)总压为p，则： P32COPP2743P1P3P2PKP31P3223；PPNH测一定温度下的总压，可算K第3页/共14页第三页，共15页。实验(shyn)原理 oomrlnKRTG氨基甲酸铵分解(fnji)是一个热效应很大的吸热反应，当温度变化范围不大时，按平衡常数与温度的关系式 CRTHKmrln为该反应(fnyng)的标准摩尔反应(fnyng)热，R为摩尔气体常数，C为常数 m

3、rHomromromrSTHG 第4页/共14页第四页，共15页。实验(shyn)装置第5页/共14页第五页，共15页。恒温箱第6页/共14页第六页，共15页。实验(shyn)步骤 1. 打开1、4、5，开启真空泵抽真空（真空泵至最后一位同学做完才可关闭），至压差计显示-100左右，关闭1、4、5。 2. 调节温度计使空气恒温箱为25 0.3 3.氨基甲酸铵分解，右管液面降低，左管升高，此时将3和2分别快速旋转180度，（注意：不能同时(tngsh)打开2和3,），直至左右管液面相平。读取压差计上的数值。 4.分别测30、35、40 下的压差。 5.实验结束，先打开6通大气才能关真空泵第7页/

4、共14页第七页，共15页。p = pp = pt t - - t t - - ttptt1)( 温度(wnd)校正： 重力(zhngl)加速度及气压计 本身的误差校正： 气压计读数气压计读数(dsh)(dsh)校正校正第8页/共14页第八页，共15页。C9 kPa, 99.102o tptkPa 81.102 pt/oC20.025.030.035.040.0p/kPa-95.87-93.17-88.26-81.69-71.94p/kPa6.94 9.64 14.55 21.12 30.87 K4.951910-51.327210-44.563410-41.395710-34.358210-3

5、G/kJ.mol-124.16 22.13 19.39 16.84 14.15 lnK-9.9131 -8.9273 -7.6923 -6.5744 -5.4357 1/T0.003411 0.003354 0.003299 0.003245 0.003193 H/kJ.mol-1172.53 S/KJ.K-1.mol-10.506 0.504 0.505 0.505 0.506 校正(jiozhng)后 ttppttptt0001815. 010001631. 0 kPa 01. 0 第9页/共14页第九页，共15页。以25oC为例，计算(j sun)：00013272. 010064. 9

6、27427433oo ppK14oomrmolkJ 16.24)103272. 1ln(15.2983145. 8ln KRTGkPa 64. 917.9381.102 ppp大气大气第10页/共14页第十页，共15页。第11页/共14页第十一页，共15页。 注注 意意 事事 项项 1. 样品瓶内样品实验前已装好，不必更换。2. a. 将三通活塞旋至两通位置，使数字式低真空测压仪与大气相通，预热10分钟后按置零键，使测压仪示值为零，将单位转换开关打到kPa。b. 打开活塞1，关闭其余所有活塞；启动真空泵，再缓缓打开活塞4、5，并将三通活塞缓缓旋至测压仪仅与系统相通而与大气不通，使系统逐步(zh

7、b)抽真空；约5分钟后，关闭活塞5、4、1。3. 系统加热前应先打开恒温箱内的风机。升温时加热电压不要超过100V。因为空气热容较小，所以恒温精度要求为0.3。4. 旋转活塞时应双手操作，以免造成系统漏气或设备损坏。5. 实验结束，先打开活塞1，将三通活塞旋至三路皆通的位置，其它活塞都保持关闭不动。待测压仪示值为零后再将三通活塞旋至三不通位置。6. 在其他组实验尚未完成前，请不要关闭真空泵。最后完成实验者，在关闭真空泵前必须先打开缓冲瓶上的活塞，以免泵油倒灌入系统。第12页/共14页第十二页，共15页。实验(shyn)前，三路皆通，压力计置零实验(shyn)中，上下通实验结束时，三路皆通，压力(yl)回零后关闭压力(yl)计。实验后，三路皆不通。第13页/共14页第十三页，共15页。感谢您的观看(gunkn)！第14页/共14页第十四页，共15页。NoImage内容(nirng)总结1。本实验是化学平衡研究中的一个经典实验。第1页/共14页。测定氨基甲酸铵的分解压力，并求得反应的标准(biozhn)平衡常数和有关热力学函数。第2页/共14页。第3页/共14页。第4页/共14页。