Le reazioni di neutralizzazione si verificano quando si combinano due sostanze estremamente reattive allo scopo di renderle inattive o neutre. Ad esempio, la combinazione di un acido e di una base produce acqua. Le reazioni di neutralizzazione emettono energia, nota come calore di neutralizzazione. Il calore molare di neutralizzazione è la quantità di calore che ogni mole di base aggiunta all'acido (o viceversa) provoca l'emissione della reazione. (Una talpa è un'unità che i chimici usano per rappresentare un gran numero di molecole.) Una volta determinato il cambiamento di temperatura che si verifica, il resto è semplice.
Pesa il tuo acido su una bilancia elettronica. Posiziona un bicchiere vuoto sulla bilancia e premi il pulsante Tara per annullare il peso del bicchiere, quindi versa l'acido nel bicchiere e posizionalo sulla bilancia. Registra la massa del tuo acido.
Calcolare la variazione di temperatura che si verifica durante la reazione utilizzando un calorimetro, un'apparecchiatura che misura la temperatura e trattiene il reagente. Aggiungi la tua base al calorimetro e metti l'acido (nel suo bicchiere) sotto la bocca del calorimetro. Inserire il termometro del calorimetro nell'acido e leggere la temperatura iniziale. Aggiungi la quantità di base specificata dalla tua reazione al tuo acido, quindi leggi il tuo calorimetro per determinare il cambiamento di temperatura.
Calcola il calore di neutralizzazione usando la formula Q = mcΔT, dove "Q" è il calore di neutralizzazione, "m" è la massa del tuo acido, "c" è la capacità termica specifica per soluzioni acquose, 4,1814 Joule (grammi x °C) e "ΔT" è la variazione di temperatura misurata utilizzando il calorimetro. Ad esempio, se inizi con 34,5 grammi di acido cloridrico a 26°C e la sua temperatura sale a 29,1°C quando aggiungi sodio idrossido ad esso, calcolare il calore di neutralizzazione come segue: Q = mcΔT = (34,5 g x 4,1814 J) ÷ ((g x °C) x 3,1°C) = 447,48 Joule.
Calcola il numero di moli di base che aggiungi per determinare il calore molare di neutralizzazione, espresso usando l'equazione ΔH = Q ÷ n, dove "n" è il numero di moli. Ad esempio, supponiamo di aggiungere 25 ml di NaOH 1,0 M al tuo HCl per produrre un calore di neutralizzazione di 447,78 Joule. (Tieni presente che 1,0 M significa una mole per litro.) Poiché hai aggiunto 25 mL (25/1000 o 0,025 L) di NaOH, determina le moli come segue: 1,0 mol/L x 0,025 L = 0,025 mol. In questo esempio, il tuo calore molare di neutralizzazione, ΔH, è 447,48 Joule per 0,025 moli di NaOH aggiunti - 447,48/0,025 o 17.900 Joule per mole.
