中和反応は、2 つの非常に反応性の高い物質を不活性または中性にする目的で組み合わせると発生します。例えば、酸と塩基を組み合わせると水ができます。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、酸に追加された塩基の各モル（またはその逆）が反応を引き起こす熱量です。 (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。)発生する温度変化を特定したら、あとは簡単です。
<オール>電子天秤で酸を量ります。天びんに空のビーカーを置き、[風袋引き] ボタンを押してビーカーの重量を打ち消し、ビーカーに酸を注ぎ、天びんに置きます。酸の質量を記録してください。
熱量計、温度を測定し、反応物を保持する装置の一部を使用して、反応中に発生する温度の変化を計算します。熱量計に塩基を加え、熱量計の口の下に酸を (ビーカーに) 入れます。熱量計の温度計を酸に挿入し、初期温度を読み取ります。反応が指定する量の塩基を酸に追加し、熱量計を読み取って温度の変化を決定します。
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)、「ΔT」は、熱量計を使用して測定した温度の変化です。たとえば、26°C の 34.5 グラムの塩酸から始めて、水酸化ナトリウムを加えたときにその温度が 29.1°C に上昇した場合、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。
式 ΔH =Q ÷ n を使用して表される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。ここで、「n」はモル数です。たとえば、25 mL の 1.0 M NaOH を HCl に加えて、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 を加えたので、次のようにモルを決定します:1.0 mol/L x .025 L =.025 mol.この例では、中和のモル熱 ΔH は、追加された NaOH の 0.025 モルあたり 447.48 ジュール — 447.48/.025、または 1 モルあたり 17,900 ジュールです。
必要なもの
- 電子天秤
- 酸
- 熱量計
- ベース
- 電卓
ヒント
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指示がそのように指定している場合は、酸に塩基を追加するのではなく、塩基に酸を追加してください.塩基の重量を量り、それに加えた酸のモル数を計算します。
中和のモル熱を 1,000 で割って、より管理しやすい値に変換します。 1 kJ =1,000 J であることに注意してください。上記の例では、kJ を使用して表した ΔH は 17.9 kJ/mol です。
