0.400 M H2SO4 40.1 mL + 0.133 M KOH 19.5 mL

0.400 M H2SO4 40.1 mL + 0.133 M KOH 19.5 mL

 

 

0.400 M 황산 40.1 mL와

0.133 M 수산화포타슘 19.5 mL가 반응할 때 엔탈피 변화?

H2SO4(aq) + 2KOH(aq) → K2SO4(aq) + 2H2O(l) ... ΔH° = -111.6 kJ/mol

 

 

What is the enthalpy change when 40.1 mL of 0.400 M sulfuric acid reacts with 19.5 mL of 0.133 M potassium hydroxide?

 

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0.400 × 40.1 = 16.04 mmol H2SO4

 

0.133 × 19.5 = 2.5935 mmol KOH

 

 

 

H2SO4 : KOH = 1 : 2 계수비(= 몰수비) 이므로,

16.04 mmol H2SO4와 반응하는 KOH의 몰수를 계산하면,

H2SO4 : KOH = 1 : 2 = 16.04 : ?

? = 2 × 16.04 = 32.08 mmol KOH

---> KOH는 이만큼 없다, 부족하다.

---> KOH가 한계 반응물.

( 참고: 한계 반응물 https://ywpop.tistory.com/3318 )

 

 

 

한계 반응물의 몰수만큼 반응이 진행되므로,

2 mol KOH : -111.6 kJ = (2.5935/1000) mol KOH : ? kJ

2 : -111.6 = (2.5935/1000) : ?

? = -111.6 × (2.5935/1000) / 2 = -0.145 kJ

 

 

 

답: -0.145 kJ

 

 

 

 

[키워드] 0.400 M H2SO4 40.1 mL 0.133 M KOH 19.5 mL –111.6 kJ/mol

 

 

 

 

[보충 설명] 다음 열화학 반응식에서

H2SO4(aq) + 2KOH(aq) → K2SO4(aq) + 2H2O(l) ... ΔH° = -111.6 kJ/mol

-111.6 kJ/mol은 H2SO4 1몰당 열에너지(kJ)를 나타낸 것이다.

즉, H2SO4 1몰이 반응하면, 111.6 kJ만큼 열이 발생한다는 것이다.

 

또 다른 반응물인 KOH의 관점에서 보면,

KOH의 계수가 2이므로,

KOH 2몰이 반응하면, 111.6 kJ만큼 열이 발생한다는 것이다.

따라서 KOH 1몰당 열에너지(kJ)를 계산하면,

–111.6 kJ / 2 mol = -55.8 kJ/mol 이 된다.

 

KOH 1몰당 55.8 kJ의 열이 발생하므로,

(2.5935/1000) mol × (-55.8 kJ/mol) = -0.145 kJ