プロセスの理解
* 中和: これは、酸(HCl)と塩基(NaOH)が反応して塩(NaCl)と水(H₂O)を形成する化学反応です。
* エンタルピー変化(ΔH): これは、化学反応中に吸収または放出される熱を表します。陰性ΔHは発熱反応(放出される熱)を示し、陽性ΔHは吸熱反応(熱吸収)を示します。
実験手順
1。材料:
*既知の濃度のHCl溶液
*既知の濃度のNaOH溶液
* Calorimeter(蓋付きの発泡スチロールカップでは、基本的な実験には十分です)
*温度計
*段階的なシリンダー
*攪拌棒
2。手順:
* キャリブレーション: 既知の量の熱が追加された場合、既知の量の水の温度変化を測定します(ヒーターを使用するなど)。これにより、熱量計を調整して熱容量を説明することができます。
* 反応:
* HClとNaOHの溶液の等量を個別のビーカーに測定します。
*両方のソリューションの初期温度を記録します。
* HCl溶液を熱量計に注ぎます。
*絶えず攪拌しながら、NAOH溶液を熱量計に慎重に追加します。
*混合物の最終温度を監視して記録します。
* 計算:
* 温度変化(ΔT): 最終温度と初期温度の差を計算します。
* 熱放出(q): 式を使用:q =m×c×Δt
* M =溶液の質量(水の密度が1 g/mlであると仮定)
* c =水の比熱容量(4.18 j/g°C)
* 反応物のモル: 使用されているHClとNaOHのモルを計算します(moles =濃度×体積)。
* エンタルピー変化(ΔH): 放出された熱(Q)を制限反応物のモル数で除算します:ΔH=q / moles。
* ΔHのサイン: 反応は発熱(熱が放出される)であるため、エンタルピー変化(ΔH)は陰性になります。
計算の例
50 mlの1.0 m hclと50 mlの1.0 m NaOHを反応させるとしましょう。 初期温度は20°Cで、最終温度は26°Cです。
* Δt=26°C -20°C =6°C
* q =(100 g)×(4.18 j/g°C)×(6°C)=2508 j
* hcl =0.05 l×1.0 mol/l =0.05モルのモル
* Δh=2508 J/0.05モル=-50160 j/mol =-50.16 kj/mol
重要なメモ:
* 仮定: この計算では、溶液の比熱容量が水と同じであると想定しています。実際には、それは少し異なるかもしれません。
* 熱損失: カロリメーターは完全な絶縁体ではありません。いくつかの熱損失が発生し、計算されたエンタルピーの変化がわずかに負になります。
* 安全性: 化学物質を扱うときは、常に適切な安全ゴーグルと手袋を着用してください。
特定の例を挙げたい場合は、さらに質問がある場合はお知らせください。