0.300 M NaOH 100.0 mL + 0.305 M HNO3 100.0 mL

0.300 M NaOH 100.0 mL + 0.305 M HNO3 100.0 mL

 

 

A 100.0 mL sample of 0.300 M NaOH is mixed with

a 100.0 mL sample of 0.305 M HNO3 in a coffee cup calorimeter.

If both solutions were initially at 35.0℃ and

the maximum temperature of the resulting mixture was 37.0℃.

Find the heat of the reaction per mole of water formed.

The density of both solutions is 1.00 g/mL and

heat capacity is the same as water: 4.184 J/g•℃

 

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q = C m Δt

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2897 )

 

= (4.184 J/g•℃) (200.0 g) (37.0 – 35.0 ℃)

= +1673.6 J

---> 열량계가 흡수한 열(+q)

---> 반응계가 방출한 열(-q)

 

 

 

HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O

 

 

HNO3 : NaOH = 1 : 1 반응하므로,

몰수가 작은 NaOH가 한계 반응물.

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

 

 

(0.300 mol/L) (100.0/1000 L) = 0.0300 mol NaOH

 

 

HNO3 : H2O = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

반응한 NaOH의 몰수 = 생성된 H2O의 몰수 = 0.0300 mol

 

 

 

H2O 1 mol당 엔탈피를 계산하면,

-1673.6 J / 0.0300 mol

= -55787 J/mol

= -55.8 kJ/mol

 

 

 

답: ΔH = -55.8 kJ/mol

 

 

 

 

[참고] 산-염기 중화열이 56~57 kJ/mol 쯤 된다는 것을

과학 상식처럼 알고 있다면,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3925 )

이런 문제를 풀고 나서 맞게 계산했다는 것을 확신할 수 있다.