氨基甲酸铵分解平衡常数测定(3页).doc

- 氨基甲酸铵分解平衡常数测定一、实验目的1、测定氨基甲酸铵的分解压力，并求得反应的标准平衡常数和有关热力学函数；2、掌握空气恒温箱的结构。二、实验原理氨基甲酸铵是是合成尿素的中间产物，为白色不稳定固体，受热易分解，其分解反应为该多相反应是容易达成平衡的可逆反应，体系压强不大时，气体可看作为理想气体，则上述反应式的标准平衡常数可表示为 (1)式中和分别表示在实验温度下和的平衡分压。又因氨基甲酸铵固体的蒸气压可以忽略，设反应体系达平衡时的总压为，则有, 代入式(1)式可得 (2)实验测得一定温度下的反应体系的平衡总压p，即可按式(2)式算出该温度下的标准平衡常数。由范特霍夫等压方程式可得 (3)式中为该反应的标准摩尔反应热，R为摩尔气体常量。当温度变化范围不大时，可将视为常数，对式（3）求积分得 (4)通过测定不同温度下分解平衡总压p则可得对应温度下的值，再以对作图，通过直线关系可求得实验温度范围内的。本实验的关系为：由某温度下的可以求算该温度下的标准摩尔吉布斯自由能变由可求算出标准摩尔反应熵变三、实验装置和药品整套实验装置主要由空气恒温箱（图2.1中虚线框8）、样品瓶、数字式低真空测压仪，等压计，真空泵，样品管、干燥塔等组成，实验装置示意图如图2.1所示。药品：氨基甲酸铵（自制固体粉末），硅油。图2.1 反应装置示意图1-5： 真空活塞 6：样品瓶 7：U形等压计 8：空气恒温箱 9：真空泵 10,11：毛细管 12：缓冲管四、实验步骤1. 按实验装置图连接好装置，并在样品瓶6中装入少量的氨基甲酸铵粉末。2. 打开活塞1、4、5，关闭其余所有活塞。打开机械真空泵，使系统逐步抽真空。待观察到真空测压计上读数不变或变化微小后，关闭活塞4和5。3. 调节空气恒温箱温度为25。4. 缓慢关闭活塞1，随着氨基甲酸铵的分解，U形等压计中的硅油液面出现压差，反复调节活塞2、3或4、5使U形等压计两侧液面相等，且不随时间而变后，由温度计读取反应体系的温度、由数字式低真空测压仪读取体系的平衡压差pt 。5. 将空气恒温箱分别调到30.0、35.0、40.0，如上操作，获得不同温度下分解反应达平衡后体系的压差。6. 实验结束后，保持所有活塞处于关闭状态后，先打开活塞2、3，再关闭真空泵。五、数据处理1、求出不同温度下系统的平衡总压：p=p大气 - Dp，并与经验式计算结果相比较：（式中单位为Pa）；2、计算各分解温度下和；3、以对1/T作图，由斜率求得反应焓和反应熵；六、思考题1、在一定温度下氨基甲酸铵的用量多少对分解压力的测量有何影响？2、装置中毛细管10与11各起什么作用？在抽真空时为何要将活塞1打开？七、讨论1、由于氨基甲酸铵（NH2COONH4）易吸水，故在制备与保存时使用的容器都应保持干燥。若吸水，则生成(NH4)2CO3和NH4HCO3，给实验带来误差。2、本实验装置可以用来测定液体的饱和蒸汽压。3、氨基甲酸铵易分解，需在实验前制备。制备方法是：在通风橱内将钢瓶中的氨与二氧化碳在常温下同时通入一塑料袋中，一定时间后在塑料袋内壁上附着氨基甲酸铵的白色结晶。-第 3 页-