Les réactions de neutralisation se produisent lorsque vous combinez deux substances extrêmement réactives dans le but de les rendre inactives ou neutres. Par exemple, la combinaison d'un acide et d'une base produit de l'eau. Les réactions de neutralisation dégagent de l'énergie, appelée chaleur de neutralisation. La chaleur molaire de neutralisation est la quantité de chaleur que chaque mole de base ajoutée à l'acide (ou vice versa) provoque le dégagement de la réaction. (Une taupe est une unité que les chimistes utilisent pour représenter un grand nombre de molécules.) Une fois que vous avez déterminé le changement de température qui se produit, le reste est simple.
Pesez votre acide sur une balance électronique. Placez un bécher vide sur la balance et appuyez sur le bouton Tare pour annuler le poids du bécher, puis versez votre acide dans le bécher et placez-le sur la balance. Notez la masse de votre acide.
Calculez le changement de température qui se produit pendant la réaction à l'aide d'un calorimètre, un équipement qui mesure à la fois la température et contient le réactif. Ajoutez votre base au calorimètre et placez votre acide (dans son bécher) sous la bouche du calorimètre. Insérez le thermomètre du calorimètre dans l'acide et lisez la température initiale. Ajoutez la quantité de base spécifiée par votre réaction à votre acide, puis lisez votre calorimètre pour déterminer le changement de température.
Calculez la chaleur de neutralisation en utilisant la formule Q = mcΔT, où "Q" est la chaleur de neutralisation, "m" est la masse de votre acide, "c" est la capacité thermique spécifique pour les solutions aqueuses, 4,1814 Joules (grammes x °C), et "ΔT" est le changement de température que vous avez mesuré à l'aide de votre calorimètre. Par exemple, si vous commencez avec 34,5 grammes d'acide chlorhydrique à 26°C et que sa température augmente à 29,1°C lorsque vous ajoutez du sodium hydroxyde, calculez la chaleur de neutralisation comme suit: Q = mcΔT = (34,5 g x 4,1814 J) ÷ ((g x °C) x 3,1°C) = 447,48 Joules.
Calculez le nombre de moles de base que vous ajoutez pour déterminer la chaleur molaire de neutralisation, exprimée à l'aide de l'équation ΔH = Q ÷ n, où "n" est le nombre de moles. Par exemple, supposons que vous ajoutez 25 ml de NaOH 1,0 M à votre HCl pour produire une chaleur de neutralisation de 447,78 Joules. (Gardez à l'esprit que 1,0 M signifie une mole par litre.) Puisque vous avez ajouté 25 ml (25/1000, ou 0,025 L) de NaOH, déterminez les moles comme suit: 1,0 mol/L x 0,025 L = 0,025 mol. Dans cet exemple, votre chaleur molaire de neutralisation, H, est de 447,48 joules par 0,025 mole de NaOH ajoutée - 447,48/0,025, ou 17 900 joules par mole.