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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。たとえば、酸と塩基を一緒にすると、水が生成されます。中和反応はエネルギーを放出し、これは中和熱として知られています。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)が反応を引き起こす熱の量です。 (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。
電子天びんで酸を計量します。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、ビーカーに酸を注ぎ、天びんに置きます。酸の質量を記録します。
温度計と反応物の保持の両方を行う機器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。塩基を熱量計に追加し、熱量計の口の下に(ビーカーに)酸を入れます。熱量計温度計を酸に挿入し、初期温度を読み取ります。反応で指定した塩基の量を酸に加え、熱量計を読んで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、熱量計を使用して測定した温度の変化です。たとえば、26°Cの塩酸34.5グラムから開始し、水酸化ナトリウムを加えると温度が29.1°Cに上昇する場合、中和熱を次のように計算します:Q =mcΔT=(34.5 gx 4.1814 J) ÷((gx°C)x 3.1°C)= 447.48ジュール。
追加する塩基のモル数を計算して、中和のモル熱を決定します。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、25 mLの1.0 M 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、モルを次のように決定します: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、またはモルあたり17,900ジュールです。