中和のモル熱を計算する方法

中和反応は、2つの非常に反応性の高い物質を組み合わせて、それらを不活性または中性にする目的で発生します。 たとえば、酸と塩基を組み合わせると水が生成されます。 中和反応は、中和熱として知られるエネルギーを放出します。 中和のモル熱は、酸に加えられた塩基の各モル(またはその逆)が反応を放出させる熱量です。 (モルは、化学者が多数の分子を表すために使用する単位です。)発生する温度の変化を特定したら、残りは簡単です。

電子天秤で酸の重さを量ります。 空のビーカーを天びんに置き、風袋ボタンを押してビーカーの重量を相殺してから、酸をビーカーに注ぎ、天びんに置きます。 酸の質量を記録します。

温度を測定し、反応物を保持する装置である熱量計を使用して、反応中に発生する温度の変化を計算します。 ベースを熱量計に追加し、酸を(ビーカーに)熱量計の口の下に置きます。 熱量計の温度計を酸に挿入し、初期温度を読み取ります。 反応で指定された量の塩基を酸に加え、熱量計を読み取って温度の変化を判断します。

式Q =mcΔTを使用して中和熱を計算します。ここで、「Q」は中和熱、「m」は酸の質量、「c」は 水溶液の比熱容量、4.1814ジュール(グラムx°C)、および「ΔT」は、 熱量計。 たとえば、26°Cで34.5グラムの塩酸から始め、ナトリウムを追加するとその温度が29.1°Cに上昇する場合 水酸化物をそれに加えて、中和熱を次のように計算します。Q=mcΔT=(34.5 g x 4.1814 J)÷((g x°C)x 3.1°C)= 447.48 ジュール。

中和のモル熱を決定するために追加する塩基のモル数を計算します。式ΔH= Q÷nを使用して表されます。ここで、「n」はモル数です。 たとえば、25mLの1.0M NaOHをHClに追加して、447.78ジュールの中和熱を生成するとします。 (1.0 Mは1リットルあたり1モルを意味することに注意してください。)25 mL(25/1000、または.025 L)のNaOHを追加したので、次のようにモルを決定します:1.0 mol / L x .025 L = .025mol。 この例では、中和のモル熱ΔHは、追加された.025モルのNaOHあたり447.48ジュール、つまり447.48 / .025、つまり1モルあたり17,900ジュールです。

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