氨基甲酸铵的分解反应平衡常数的测定

专业: 理科1010 姓名: 陈世杰 学号: 3100102092 实验报告

课程名称: 大学化学实验p 实验类型: 中级化学实验

实验项目名称: 氨基甲酸铵的分解反应平衡常数的测定 同组学生姓名: 无 指导老师 厉刚 一、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。

二、实验内容和原理

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)

该反应是可逆的多相反应。若将气体看成理想气体,并不将分解产物从系统中移走,则很容易达到平衡,标准平衡常数Kp 可表示为:

Kp=2?p (1) 式中,pNH3、pCO2分别为平衡时NH3和CO2的分压,又因固体氨基甲酸铵的蒸气压可忽略不计,故体系的总压p总为:

p总=pNH3+pCO2

称为反应的分解压力,从反应的计量关系知

pNH3 =2pCO2 则有 pNH3=

日期: 2012.03.5 地点:化学实验中心328 pNH3CO2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。pNH3 、pCO2或p总除以100kpa就得标准平衡常数。

2p和pCO2=1p

总总

3321432

Kp= (p总)?(p总) =p总 (2)

3327K? = (p2p总)2 ? (1p总) = 4 (p总)3 = 43 p总?153p?3p?p2727?10=

温度对标准平衡常数的影响可用下式表示:

dlnk?dT?

lnKp=-

△HmRT2

dlnk?dT

(3)式中,△Hm为等压下反应的摩尔焓变即摩尔热效应,在温度范围不大时△Hm可视为常数,由积分得:

△Hm+C (4)

RT

△Hm,由此算得△H =-RS。 ?1作lnKp-图应得一直线,斜率S=-m

TR

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:

ΔrGm = - 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:

ΔrSm= (ΔrHm -ΔrGm) / T (6)

因此,由实验测出一定温度范围内不同温度T时氨基甲酸铵的分解压力(即平衡总压),可分别求出标准平衡常数 及热力学函数:标准摩尔热效应、标准摩尔吉布斯函数变化及标准摩尔熵变。

等压法测氨基

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