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实验指导
实验七 氨基甲酸铵的分解平衡
实验七  氨基甲酸铵的分解平衡
 
一.实验目的:用等压法测定氨基甲酸铵的分解压历,并计算此分解反应的有关热力学函数。
二.实验原理
氨基甲酸铵的分解平衡可用下式表示:
       NH4CO2NH2(固)=2NH3(气)  +  CO2(气)
       根据推导,得到下式:
       K0 = 4/27*(p/p03                                                (1)
       因此,测得给定温度下的平衡压力后,即可按(1)式计算出平衡常数K0.
       当温度变化的范围不大时,测得不同温度下的K0,可按
       lg K0  = -△Hrm0/2.303RT  +  C
       求得实验温度范围内的△Hm0
       根据△Grm0=-RTlnK0的关系式,可求得给定温度下的△Gm0
       已知△Hrm0和△Grm0就可根据△Grm0=△Hrm0—T△Srm0的关系求得△Srm0
三、仪器和试剂
仪器:真空泵,缓冲瓶、干燥塔、恒温槽、冷陷、等压计、测压仪
试剂:化学纯氨基甲酸铵、液体石蜡
四.实验装置
 
五.实验步骤
1.检查系统气密性。
2.装样: 将氨基甲酸铵粉末装入等压计盛样小球中,用橡皮筋与U型管固定。U型管中加适量液体石蜡作密封液。
3.测量
将等压计小心与真空系统连接好,并固定在恒温槽中。调节恒温槽的温度为25℃,开动真空泵,开启抽气阀1,缓缓开启抽真空阀2,排尽其中的空气,关闭抽气阀2和1,缓缓开启放空阀,小心地将空气放入系统,直至U型管两侧液面等高,立即关闭旋塞,观察液体石蜡面,反复多次地重复放气操作,直至石蜡液面齐平,保持3min不变,读取此时的△P、T值及大气压,并记录。
4.重复测量
为了检验氨基甲酸铵的容器内空气是否置换完全,可再使系统与缓冲瓶相连,让盛样小球继续排气10min后,按上述操作测定氨基甲酸铵的分解压力,若两此测定结果相差小于200Pa,可进行下一步实验。
5.升温测量
调节恒温槽的温度30℃,再升温过程中逐渐缓慢放入空气,使分解的气体不至于通过液体石蜡鼓泡。恒温10min。最后至U型管两臂液体石蜡面齐平并保持3min不变,即可读测压仪读数及恒温槽读数。同法测定35℃、40℃、45℃的分解压。
6.实验完毕,缓缓打开放空阀,将空气慢慢放入系统,使体系解除真空。关闭测压仪,拔下电源插头,换水。
六.注意事项:打开放空阀时一定要缓慢进行,小心操作。若放空气速度太快或放气量太多,易使空气倒流,即空气将进入到氨基甲酸铵分解的反应瓶中此时试验需重做。
七.结果与讨论
室温:         ℃;大气压         Kpa。
1.将所测得的不同温度下氨基甲酸铵的分解压(表1)进行校正后,计算分解反映的平衡常数K0
2.作lnK0-1/T图,应为一直线,并有斜率计算氨基甲酸铵分解反应的等压反应热效应△Hrm0
3.计算25℃时氨基甲酸铵分解反应的△Grm0和△Srm0
 
表1.不同温度时的氨基甲酸铵分解压
温度
测压仪读数/KPa
分解压/KPa
K0
ln K0
T/℃
T/K
1/T(K-1
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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