一元強(qiáng)酸

中文名稱(chēng): 氫碘酸 英文名稱(chēng): hydroiodic acid 分子式: HI 分子量: 127.91 物質(zhì)狀態(tài)、外觀、氣味:無(wú)色至淺黃色有刺激性臭味的液體，在空氣中強(qiáng)烈發(fā)煙。 危險(xiǎn)特性:暴露在空氣中可發(fā)生氧化反應(yīng)。與氟、鉀、硝酸、氯酸鉀等劇烈反應(yīng)。對(duì)大多數(shù)金屬有強(qiáng)腐蝕性。本品不燃，具強(qiáng)刺激性，可致人體灼傷。碘化氫在常態(tài)下是一種有刺激性氣味的無(wú)色氣體。碘化氫在空氣中不可燃，但遇潮濕空氣會(huì)發(fā)煙。易溶于水并可溶于乙醇，其水溶液呈酸性，稱(chēng)氫碘酸，是一種無(wú)色或淡黃色液體，具有強(qiáng)腐蝕性。它還是一種強(qiáng)還原劑，也是鹵化氫當(dāng)中最不穩(wěn)定的，氯氣和溴皆可把碘化氫當(dāng)中的碘置換出來(lái)。將碘化氫加熱會(huì)放出有毒碘蒸氣。

溴化氫的水溶液，微發(fā)煙。分子量80.92，氣體相對(duì)密度(空氣=1)3.5;液體相對(duì)密度2.77(-67℃);HBr47%水溶液1.49。熔點(diǎn)-88.5℃，沸點(diǎn)-67.0℃。易溶于氯苯、二乙氧基甲烷等有機(jī)溶劑。能與水、醇、乙酸混溶。露于空氣及日光中因溴游離，色漸變暗。強(qiáng)酸性，具有與鹽酸相似的刺激味。除鉑、金和鉭等金屬外，對(duì)其他金屬皆腐蝕，生成金屬溴化物。還具有強(qiáng)還原性，能被空氣中的氧及其他氧化劑氧化為溴。

氯化氫分子是由一個(gè)氯原子和一個(gè)氫原子組成的。分子式為HCl。氯化氫是無(wú)色而有刺激性氣味的氣體。氯化氫水溶液為鹽酸，純鹽酸為無(wú)色液體，在空氣中冒霧(由于鹽酸有強(qiáng)揮發(fā)性)，有刺鼻酸味。粗鹽酸因含雜質(zhì)氯化鐵而帶黃色。

典型一元弱酸

氫氟酸

無(wú)色透明發(fā)煙液體，為氟化氫氣體的水溶液，呈弱酸性。有刺激性氣味。與硅和硅化合物反應(yīng)生成氣態(tài)的四氟化硅，但對(duì)塑料、石蠟、鉛、金、鉑不起腐蝕作用。能與水和乙醇混溶。相對(duì)密度1.298。38.2%的氫氟酸為共沸混合物，共沸點(diǎn)112.2℃。劇毒，最小致死量(大鼠，腹腔)25mG/kG。有腐蝕性，能強(qiáng)烈地腐蝕金屬、玻璃和含硅的物體。如吸入蒸氣或接觸皮膚能形成較難愈合的潰瘍。

所謂強(qiáng)酸、弱酸是相對(duì)而言--酸溶于水能發(fā)生完全電離的，屬于強(qiáng)酸。如HCL，HNO3等--活潑的金屬對(duì)應(yīng)的酸一般是強(qiáng)酸。所以一元強(qiáng)酸的意義就不難理解了。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.掌握中和熱的測(cè)定方法;

2.通過(guò)中和熱的測(cè)定，計(jì)算弱酸的離解熱。

二、實(shí)驗(yàn)原理

一摩爾的一元強(qiáng)酸溶液與一摩爾的一元強(qiáng)堿溶液混合時(shí)，所產(chǎn)生的熱效應(yīng)是不隨著酸或堿的種類(lèi)而改變的，因?yàn)檫@里所研究的體系中各組分是全部電離的。因此，熱化學(xué)方程式可用離子方程式表示:

H+OH=H20 ΔH中和=一57.36kJ·mol

上式可作為強(qiáng)酸與強(qiáng)堿中和反應(yīng)的通式的的的。由此還可以看出，這一類(lèi)中和反應(yīng)與酸的陰離子或堿的陽(yáng)離子并無(wú)關(guān)系。

若以強(qiáng)堿(NaOH)中和弱酸(CH3COOH)時(shí)，則與上述強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的中和反應(yīng)不同。因?yàn)樵谥泻头磻?yīng)之前，首先是弱酸進(jìn)行解離，其反應(yīng)為:

CH3COOH =H+CH3COOΔH解離

H+OH=H20 ΔH中和

總反應(yīng):CH3COOH+OH=H20+CH3COO ΔH

由此可見(jiàn)，ΔH是弱酸與強(qiáng)堿中和反應(yīng)總的熱效應(yīng)，它包括中和熱和解離熱兩部分。根據(jù)蓋斯定律可知，如果測(cè)得這一反應(yīng)中的熱效應(yīng)ΔH以及ΔH中和，就可以通過(guò)計(jì)算求出弱酸的解離熱ΔH解離。

數(shù)字式貝克曼溫度計(jì); 杜瓦瓶; 量筒; 秒表; 雙路可跟蹤直流穩(wěn)定電源; 濃度各為1.0mol的NaOH、HCI和CH3COOH溶液。

1、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

清洗儀器。打開(kāi)數(shù)字式貝克曼溫度計(jì)，預(yù)熱5分鐘。調(diào)節(jié)基溫選擇按鈕至20~C，按下溫度/溫差按鍵，使表盤(pán)顯示溫差讀數(shù)(精確至0.001℃)。打開(kāi)直流穩(wěn)壓電源，調(diào)節(jié)電壓10.0V。連接穩(wěn)壓直流電源與量熱計(jì)。

2.量熱計(jì)常數(shù)的測(cè)定

用量筒量取500ml蒸餾水注入用凈布或?yàn)V紙擦凈的杜瓦瓶中，輕輕塞緊瓶塞。接通電源，調(diào)節(jié)旋鈕記下10.0V時(shí)電流讀數(shù)。均勻攪拌4分鐘。然后，切斷電源，每分鐘記錄一次貝克曼溫度計(jì)的讀數(shù)，記錄10分鐘。讀第10個(gè)數(shù)的同時(shí)，接通電源，并連續(xù)記錄溫度。在通電過(guò)程中，電流、電壓必須保持恒定(隨時(shí)觀察電流表與電壓表，若有變化必須馬上調(diào)節(jié)到原來(lái)指定值)。記錄電流、電壓值。通電4分鐘后，停止通電。繼續(xù)攪拌及每隔一分鐘記錄一次水溫，測(cè)量10分鐘為止。用作圖法確定由通電而引起的溫度變化ΔT1。按上述操作方法重復(fù)兩次，取其平均值。

3、中和熱的測(cè)定

取50ml 1mol.lNaOH溶液注入堿貯存器中。用量筒量取400ml蒸餾水注入用凈布或?yàn)V紙擦掙的杜瓦瓶中，然后加入50ml 1mol.lHCl溶液。輕輕塞緊瓶塞，用攪拌器均勻攪拌，并記錄溫度(每分鐘一次)。計(jì)10個(gè)數(shù)后，將堿貯存器稍稍提起，用玻璃棒將膠塞捅掉(不要用力過(guò)猛，以免玻璃棒碰破杜瓦瓶之內(nèi)壁而損害儀器)。捅掉膠塞后，即將堿貯存器上下移動(dòng)兩次，使堿液全部流出。此后不斷攪拌，并繼續(xù)每隔一分鐘記錄一次溫度。待溫度變化緩慢后，再記錄10分鐘就停止測(cè)定。用作圖法確定ΔT2。按上述方法重復(fù)兩次，取其平均值。

4.表觀中和熱的測(cè)定

用CH3COOH代替HCI，重復(fù)上述操作，求ΔT3。

5.實(shí)驗(yàn)結(jié)束

斷水、斷電，清洗儀器，清理實(shí)驗(yàn)桌。

五、數(shù)據(jù)記錄和處理

1.溫度變化的校正一雷諾曲線(xiàn)法

圖中凸點(diǎn)相當(dāng)于開(kāi)始通電加熱或開(kāi)始反

應(yīng)之點(diǎn)，c點(diǎn)為觀察到的最高溫度讀數(shù)

點(diǎn)，由于杜瓦瓶和外界的熱量交換，曲

線(xiàn)ab及cd經(jīng)常發(fā)生傾斜。EE'表示環(huán)境

輻射進(jìn)來(lái)的熱量所造成量熱計(jì)溫度的升

高，必須扣除。FF'表示量熱計(jì)向環(huán)境輻

射出熱量而造成量熱計(jì)溫度的降低，必

須加入。因此作圖確定出ΔT1、ΔT2、ΔT3

注意:此法校正時(shí)，體系溫度與外界溫度最好不超過(guò)2~3℃，否則會(huì)引進(jìn)誤差。

2.量熱計(jì)常數(shù)的計(jì)算

由實(shí)驗(yàn)可知，通電所產(chǎn)生的熱量使量熱計(jì)溫度上升ΔT1，由焦耳一楞次定律可得:

Q=UIt=KΔT1。

式中:Q為通電所產(chǎn)生的熱量(J):I為電流強(qiáng)度(A):U為電壓(V):t為通電時(shí)間(s);ΔT1為通電使溫度升高的數(shù)值(℃);K為量熱計(jì)常數(shù)其物理意義是量熱計(jì)每升高1℃所需之熱量。它是由杜瓦瓶以及其中儀器和試劑的質(zhì)量和比熱所決定的。當(dāng)使用某一固定量熱計(jì)時(shí)，K為常數(shù)。由上式可得: K=UIt/ΔT1(平均值)代入上式，求出量熱計(jì)常數(shù)K。

3.中和熱的計(jì)算

反應(yīng)的摩爾熱效應(yīng)可表示為:ΔH =-KΔT×1000/cV

式中:c為溶液的濃度:V為溶液的體積(mL): ΔT為體系的溫度升高值。

利用上式，將K及ΔT2及ΔT3(平均值)代入，分別求出強(qiáng)酸、弱酸與強(qiáng)堿中和反應(yīng)的摩爾熱效應(yīng)ΔH中和和ΔH。利用蓋斯定律求出弱酸分子的摩爾離解熱ΔH解離，即:

ΔH解離=ΔH-ΔH中和