氨基甲酸铵的测定.doc

专业：_工学1104_姓名：_梁昊_学号：_3110000442_日期：_地点：_实验报告课程名称：_大化P_指导老师：_楼辉_成绩：_实验名称： 氨基甲酸铵分解反应平衡常数的测定_ 实验类型：_同组学生姓名：_一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得装 订 线1、 实验目的和要求1） 熟悉用等压法测定固体分解反应的平衡压力2） 掌握真空实验技术3） 测定氨基甲酸铵分解压力，计算分解反应平衡常数及有关热力学函数2、 实验原理氨基甲酸铵(NH2COONH4)是是合成尿素的中间产物，白色固体，不稳定，加热易发生如下的分解反应：NH2COONH4(s) 2NH3（g）+CO2（g）其标准平衡常数Kp 可表示为：Kp= （1）又体系的总压p总为：p总则有 p总和p总Kp= (p总)2 (p总) （2）可见当体系达平衡后，测得平衡总压后就可求算实验温度的平衡常数Kp。平衡常数Kp称为经验平衡常数。为将平衡常数与热力学函数联系起来，我们再定义标准平衡常数。化学热力学规定温度为T、压力为100kpa的理想气体为标准态，100kpa称为标准态压力。、或p总除以100kpa就得标准平衡常数。 = ()2 () = ()3 = 温度对标准平衡常数的影响可用下式表示：=在温度范围不大时Hm可视为常数，由积分得： ln=+C （4）作ln-图应得一直线，斜率S=，由此算得Hm =RS。反应的标准摩尔吉布斯函数变化与标准平衡常数的关系为：rGm = - RTlnK (5)用标准摩尔热效应和标准摩尔吉布斯函数变可近似地计算该温度下的标准熵变：rSm = (rHm -rGm) / T三、主要仪器设备仪器：等压法测分压装置；数字式低真空测压仪（DPC-2C）；试剂：氨基甲酸铵（自制）；硅油。4、 实验步骤1） 检漏：按照上图连接仪器，开动真空泵，检查旋转塞位置并让系统与真空泵相连，几分钟后，关闭旋塞停止抽气，观察数字式真空测压仪的读数，如果不变，则表示系统不漏气。2） 装样：由老师完成。3） 测量：将等压计与真空系统连接好，并固定在恒温槽中，调节恒温槽的温度为25，关闭旋塞，开动真空泵约15min，关闭旋塞，停止抽气。缓慢开启旋塞，使空气放入系统，并时刻注意等压计，防止空气进入反应系统。并多次调节U形管两边硅油高度，使两边平齐，直至10min内硅油两边平齐不变，即可读数。4） 重复测量：在完成25min一次后， 关闭旋塞，开动真空泵，继续抽气，10min后，按照步骤（3）操作，重新测定其分解压力。如两次测定结果压力相差200Pa,可进行下一步实验。5） 升温测量：调节恒温槽至30，在升温过程中不断放入空气，并使空气不要鼓泡进入分解系统中，恒温10min，如读数不变，测记录恒温槽以及测压仪读数，并依次完成35、40的分解压力。6） 复原：实验完成后，将系统缓慢放气，解除系统真空。5、 实验数据记录和处理室温：18.0 大气压力：1020.71hPa温度t/ T/K 1/T /K-1测压仪读数/kPa分解压/kPaKln K25.00298.150.00335402 -91.1511.60.0002312 -8.372 25.00298.150.00335402 -91.2611.490.0002247 -8.401 30.00303.150.00329870 -86.1216.630.0006814 -7.291 35.00308.150.00324517 -79.1323.620.0019523 -6.239 40.00313.150.00319336 -69.6533.10.0053725 -5.226 ln-图得一直线如图由图可知，r Hm =19682.2*8.314=163.637 kJ/mol25时，反应的标准摩尔吉布斯变化量： rGm =-RTlnK=20.824kJ/mol标准熵变：rSm = (rHm -rGm) / T=478.00J/mol六、实验结果与分析由于在网上没有找到权威的氨基甲酸铵分解常数的数据，所以暂时不能对实验结果进行比较好的比较。1、 从25时两次压力比较来看，压力相差110Pa，还是比较大的。主要原因可能是第一次鼓泡的时候有空气进入到分解系统中去了，整个实验装置是不漏气的，这可以从测压仪的读数变化可以知道，而且第一次的时候没有注意气泡从外界进入分解系统时是否进入了空气，而第二次的时候确保没有，所以要是有误差的话也是因为空气没完全抽真空。2、 从图形上看，还是成线性关系的，并且没有出现偏差比较大的点，说明实验总体上还是正确的，而且在实验时发现，温度越高，达到平衡的时间就越短，原因可能是第一次平衡时，压差从102个千帕降到91个千帕，比较大，所以人工调节压力计比较费时，而到后面由于前后两次压差不是特别大，所以就平衡稍微快一点。3、 在调节的时候发现，比较好的操作方法是先多放一点空气进去，然后再等待分解系统压力变大，这样可以比较好地控制反应平衡的点，特别是快到平衡的时候，可以适当地使靠近分解系统的液面高出约1cm左右。7、 讨论、心得思考题：1、 如何检查系统是否漏气？ 在实验步骤（1）里已经详细说明。2、 什么叫分解压？氨基甲酸铵分解反应属于什么类型的反应？ 分解压就是固体或液体物体分解达到平衡时所产生的压力，属于可逆反应，且反应吸热。3、 怎样测定氨基甲酸铵的分解压力？ 让分解系统与真空系统相连，并用测压仪测定真空系统的压力，当反应达到平衡时，真空系统的压力就是分解系统的压力4、 为什么要抽净小球跑中的空气？若系统中有少量空气，对实验结果又何影响？ 因为如果不