氨基甲酸铵分解反应标准平衡常数的测定

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1、宁波工程学院物理化学实验报告专业班级化工095姓名陈茜茜序号09402010501同组姓名孙彬芳、黄云指导老师蒋仲庆、罗利娟实验日期2011.3.16实验名称实验三氨基甲酸铵分解反应标准平衡常数的测定一、实验目的1.掌握测定平衡常数的一种方法。2.用等压法测定氨基甲酸铵的分解压力并计算分解反应的有关热力学常数。二、实验原理氨基甲酸铵是白色固体，很不稳定，其分解反应为：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，和分别表示反应温度下NH3和CO2的平衡分压，为100kPa。设平衡总压为p，则；代

2、入（1）式得（2）因此测得一定温度下的平衡总压后，即可按式（2）算出此温度的反应平衡常数。氨基甲酸铵分解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。但当温度变化范围不大时，按平衡常数与温度的关系式，可得：（3）式中，为该反应的标准摩尔反应热，R为摩尔气体常数，C为积分常数。根据式（5-24），只要测出几个不同温度下的，以对1/T作图，由所得直线的斜率即可求得实验温度范围内的。利用如下热力学关系式还可以计算反应的标准摩尔吉氏函数变化和标准摩尔熵变：（5-25）（5-26）三、实验仪器、试剂仪器：循环水泵、低真空数字测压仪、等压计、恒温槽、样品管试剂：氨基甲酸铵、液体石蜡实验装置图

3、1——缓冲瓶2——减压瓶3——测压仪4——等压计5——样品管6——加热器7——搅拌器8——水银接触温度计9——1/10刻度温度计10、11、12、13——活塞四、实验步骤1．搭好装置。2．开动循环水泵，旋转活塞与体系想通，旋转活塞11与减压瓶2想通，旋转活塞12至三个方向都通，观察测压仪的数字不断减小，至显示-92kPa关闭活塞11，检查体系气密性。3．调节恒温槽水温为25℃。4．旋转活塞11，抽吸大约1分钟，把样品管的空气抽走，然后关闭活塞11。慢慢放入空气进入体系，使Ｕ型等压计液面水平，5分钟内保持液面水平不变，记下测压仪读数。５．用同样的方法测30℃，35℃，40℃，45℃的低真空测压

4、仪读数。６．实验结束后关闭活塞13，是活塞12与样品管断开，保护剩余样品。将测压仪的氨气和二氧化碳抽净，关闭活11，使活塞10放空后方可关泵。　五、数据记录与处理室温：17.3℃；大气压：102.02kpa。ｔ／℃１／Ｔ真空度△Ｐ分解压ＰＫｐｌｎＫｐ25.023.354*10-3-92.619.411.163*10-4-9.06030.013.299*10-3-86.9715.054.756*10-3-7.65135.003.245*10-3-80.0222.001.486*10-3-6.51239.993.193*10-3-70.6631.364.303*10-3-5.44845.013.

5、143*10-3-57.8344.191.204*10-2-4.420以lnKp对1/T作图，并由直线斜率求速率常数k。斜率K=-21765∵∴/R=21765K∴=21765*8.314=1.81*105J/mol当T=298.17K时△G=-RTlnK=-2.25*104J/mol△S=（△H-△S）/T=(1.81*105-2.25*104)/298.17=531.60J/mol结果与讨论查阅资料知25℃氨基甲酸铵分解的ΔrHӨm=159.32kJ/mol。实验所测得的△Hm比理论值偏大，误差产生的主要原因有：Ｕ型等压计倾斜影响读数；通入空气过快；测压仪读数不稳定造成读数误差。实验讨论

6、：1、如何检查系统是否漏气？答：关闭真空泵，关闭阀门，观察平衡常数测定仪的示数是否变化，若变化则说明系统漏气，若变化过快，则需要检查装置重新抽气。2、为什么要抽净小球泡中的空气？若系统中有少量空气，对实验结果有何影响？答：需要测定的只是的反应产生的气体的压力，即氨气和二氧化碳的总压，所以空气排除得越干净，得到的数据结果就越准确。如果系统中有少量空气，得到的蒸气压数据就会偏大，平衡常数就会偏大。3、如何判断氨基甲酸铵分解已达平衡？答：U型等压计两臂的液面无论是否等高，在1min内，液面不再变化即可认为反应体系已达平衡。4、根据哪些原则选用等压计中的密封液？答：应选用蒸气压很小，密度小，粘度小且

7、不与系统中物质发生化学作用的液体。