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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 inversement) provoque le dégagement de la réaction. (Une taupe est une unité utilisée par les chimistes pour représenter un grand nombre de molécules.) Une fois que vous avez déterminé le changement de température, 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 en utilisant un calorimètre, un appareil qui mesure à la fois la température et retient le réactif. Ajoutez votre base au calorimètre et placez votre acide (dans son bécher) sous la bouche des calorimètres. Insérez le thermomètre calorimètres 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 calorifique spécifique des solutions aqueuses, 4,1814 Joules (grammes x ° C), et "ΔT" est le changement de température que vous avez mesuré avec 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 de l'hydroxyde de sodium, calculez la chaleur de neutralisation de la manière suivante: Q = mcΔT = (34,5 gx 4,1814 J) ÷ ((gx ° 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 ajoutiez 25 ml de NaOH 1,0 M à votre HCl pour produire une chaleur de neutralisation de 447,78 joules. (N'oubliez pas que 1,0 M correspond à 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, ΔH, est de 447,48 Joules pour 0,025 mole de NaOH ajoutée - 447,48 / 0,025, ou 17 900 Joules par mole.