Πώς καθορίζετε την αλλαγή ενθαλπίας της εξουδετέρωσης μεταξύ HCl και NaOH;
Κατανόηση της διαδικασίας
* εξουδετέρωση: Αυτή είναι μια χημική αντίδραση όπου ένα οξύ (HCl) και μια βάση (NaOH) αντιδρούν για να σχηματίσουν άλας (NaCl) και νερό (H₂O).
* Αλλαγή ενθαλπίας (ΔH): Αυτό αντιπροσωπεύει την απορρόφηση ή την απελευθέρωση της θερμότητας κατά τη διάρκεια χημικής αντίδρασης. Ένα αρνητικό ΔH υποδεικνύει μια εξωθερμική αντίδραση (απελευθερωμένη θερμότητα), ενώ ένα θετικό ΔH δείχνει μια ενδοθερμική αντίδραση (απορροφάται θερμότητα).
Πειραματική διαδικασία
1. Υλικά:
* HCl διάλυμα γνωστής συγκέντρωσης
* ΝΑΟΗ διάλυμα γνωστής συγκέντρωσης
* Θερμιδομετρητής (το κύπελλο Styrofoam με καπάκι είναι επαρκές για βασικά πειράματα)
* Θερμόμετρο
* Αποφοίτησε κύλινδρος
* Ανακατεύοντας ράβδο
2. Διαδικασία:
* Βαθμονόμηση: Μετρήστε την αλλαγή θερμοκρασίας μιας γνωστής ποσότητας νερού όταν προστίθεται μια γνωστή ποσότητα θερμότητας (π.χ. χρησιμοποιώντας θερμαντήρα). Αυτό βοηθά στη βαθμονόμηση του θερμιδομέτρου σας για να υπολογίσετε τη θερμική του ικανότητα.
* αντίδραση:
* Μετρήστε ίσους όγκους των διαλυμάτων HCL και NAOH σε ξεχωριστά ποτήρια.
* Καταγράψτε τις αρχικές θερμοκρασίες και των δύο λύσεων.
* Ρίξτε τη λύση HCl στο θερμιδόμετρο.
* Προσθέστε προσεκτικά το διάλυμα NaOH στο θερμιδόμετρο ενώ ανακατεύετε συνεχώς.
* Παρακολουθήστε και καταγράψτε την τελική θερμοκρασία του μείγματος.
* Υπολογισμοί:
* Αλλαγή θερμοκρασίας (Δt): Υπολογίστε τη διαφορά μεταξύ των τελικών και των αρχικών θερμοκρασιών.
* Θερμότητα απελευθέρωσης (Q): Χρησιμοποιήστε τον τύπο:q =m × c × Δt
* m =μάζα του διαλύματος (υποθέστε ότι η πυκνότητα του νερού είναι 1 g/ml)
* C =Ειδική θερμική ικανότητα νερού (4.18 J/G ° C)
* moles των αντιδραστηρίων: Υπολογίστε τα moles των HCl και NaOH που χρησιμοποιούνται (moles =συγκέντρωση × όγκος).
* Αλλαγή ενθαλπίας (ΔH): Διαχωρίστε τη θερμότητα που απελευθερώνεται (Q) με τον αριθμό των γραμμομορίων του περιοριστικού αντιδραστηρίου:ΔH =q / moles.
* σημάδι ΔH: Δεδομένου ότι η αντίδραση είναι εξωθερμική (η θερμότητα απελευθερώνεται), η αλλαγή ενθαλπίας (ΔH) θα είναι αρνητική.
Παράδειγμα υπολογισμού
Ας υποθέσουμε ότι αντιδράτε 50 ml 1,0 Μ HCl με 50 mL 1,0 Μ ΝαΟΗ. Η αρχική θερμοκρασία είναι 20 ° C και η τελική θερμοκρασία είναι 26 ° C.
* Δt =26 ° C - 20 ° C =6 ° C
* q =(100 g) × (4.18 J/G ° C) × (6 ° C) =2508 J
* moles HCl =0,05 L × 1,0 mol/L =0,05 moles
* ΔH =2508 J/0.05 moles =-50160 J/mol =-50.16 kJ/mol
Σημαντικές σημειώσεις:
* παραδοχές: Αυτός ο υπολογισμός υποθέτει ότι η ειδική θερμική ικανότητα του διαλύματος είναι η ίδια με το νερό. Στην πραγματικότητα, μπορεί να είναι ελαφρώς διαφορετικό.
* Απώλεια θερμότητας: Τα θερμίδες δεν είναι τέλειοι μονωτήρες. Κάποια απώλεια θερμότητας θα συμβεί, καθιστώντας την υπολογισμένη αλλαγή ενθαλπίας σας ελαφρώς λιγότερο αρνητική.
* Ασφάλεια: Πάντα να φοράτε κατάλληλα γυαλιά και γάντια ασφαλείας κατά τη διαχείριση των χημικών ουσιών.
Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θέλετε να εργαστείτε μέσω ενός συγκεκριμένου παράδειγμα ή να έχετε περαιτέρω ερωτήσεις.
