氨基甲酸铵分解反应平衡常数的测定知识分享.doc
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1、此文档仅供收集于网络,如有侵权请联系网站删除实验二 氨基甲酸铵分解反应平衡常数的测定1 前言1.1实验目的 1) 用等压法测定氨基甲酸铵的分解压力。2) 通过测得的分解压力求得氨基甲酸铵分解反应的平衡常数,并计算rH,rG(T),rS(T)等与该反应有关的热力学常数。1.2实验原理氨基甲酸铵(NH2COONH4)是白色固体,是合成尿素的中间体,研究其分解的反应是具有实际意义的。【1】NH2COONH4不稳定,易发生分解反应: NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)该反应为复相反应,在封闭体系中很容易达到平衡,在常压下其平衡常数可近似表示为: (1)式中,PNH、PCO分别表示反
2、应温度下NH3和CO2平衡时的分压; py为标准压。在压力不大时,气体的逸度近似为1,且纯固态物质的活度为1,体系总压ppNHpCO。【2】从化学反应计量方程式可知: (2)将式(2)代入式(1)得: (3)因此,当体系达平衡后,测量其总压p,即可计算出平衡常数Kpy温度对平衡常数的影响可用下式表示: (4)式中,T为热力学温度;rH为标准反应热效应,R为摩尔气体常量。氨基甲酸铵分解反应是一个热效应很大的吸热反应,温度对平衡常数的影响比较灵敏。当温度在不大的范围内变化时,rH可视为常数,由(4)式积分得: (C为积分常数) (5)若以lnK对1/T作图,得一直线,其斜率为-rH/R。由此可求出
3、rH。并按下式计算T温度下反应的标准吉布斯自由能变化rG,rGRT ln K (6)利用实验温度范围内反应的平均等压热效应rH和T温度下的标准吉布斯自由能变化rG,可近似计算出该温度下的熵变rS (7)因此通过测定一定温度范围内某温度的氨基甲酸铵的分解压(平衡总压),就可以利用上述公式分别求出 K,rH,rG(T),rS(T)。由福廷式气压计测得的大气压力需要进行温度及纬度的校正。当温度改变时,水银和铜管的热胀冷缩系数差异会影响线度的准确性,而重力加速度随纬度不同会有差异,同样会导致读数的差异。温度校正公式为: (8) (9) (10)式中:t为温度校正值,当温度高于0时,要减去校正值;pt为
4、气压计读数,为水银的体膨胀系数,为黄铜的线膨胀系数。 纬度校正则是将温度校正后的气压值再乘以,其中为气压计所在地纬度。【1】2 实验方法2.1 实验仪器和试剂仪器:等压法测分解压装置,见图 1,数字式低真空测压仪试剂:氨基甲酸铵8106279113541图1. 等圧法测氨基甲酸铵分解压实验装置图1.数字真空仪;2.真空胶管;3.等压计;4.封闭液;5.氨基甲酸铵;6.恒温控制仪;7.搅拌器;8.毛细管放空阀;9.三通活塞;10.真空泵;11.玻璃水槽2.2 实验步骤1)检漏。打开真空测压仪,将单位调为kPa,并将其置零。将烘干的小球泡与真空胶管接好,开动真空泵,检查旋塞位置并使系统与真空泵相连
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