0.400 M HCl 200 mL 0.400 M NaOH 200 mL 25.10℃ 27.78℃

0.400 M HCl 200 mL 0.400 M NaOH 200 mL 25.10℃ 27.78℃

 

 

커피컵 열량계에서 0.400 M HCl 200 mL와 0.400 M NaOH 200 mL를 섞었다.

섞기 전 두 용액의 온도는 25.10℃이다.

혼합 후에 반응이 진행되어 온도는 27.78℃가 되었다.

중화 반응인 이 반응에서 몰당 엔탈피 변화는 얼마인가?

모든 용액의 밀도는 1.00 g/mL, 비열은 4.20 J/g•K라고 가정한다.

 

 

Assume 200. mL of 0.400 M HCl is mixed with

200. mL of 0.400 M NaOH in a coffee-cup calorimeter.

The temperature of the solutions before mixing was 25.10℃;

after mixing and allowing the reaction to occur, the temperature is 27.78℃.

What is the enthalpy change when one mole of acid is neutralized?

(Assume that the densities of all solutions are 1.00 g/mL

and their specific heat capacities are 4.20 J/g•K.)

 

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q = C m Δt

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2897 )

 

= (4.20) (400.) (27.78 – 25.10)

= 4502.4 J

---> 열량계가 흡수한 열

= –4502.4 J

---> 반응계가 방출한 열

 

 

 

[참고] 4.20 J/g•K = 4.20 J/g•℃ 이므로,

또는 Δ1 ℃ = Δ1 K 이므로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/6662 )

 

비열이 4.20 J/g•K로 주어졌다고 해서,

굳이 섭씨온도를 절대온도로 환산해서 계산할 필요는 없다.

 

 

 

(0.400 mol/L) (0.200 L) = 0.0800 mol

---> 반응한 산의 몰수 = 반응한 염기의 몰수

 

 

 

–4502.4 J / 0.0800 mol

= –56280 J/mol

---> 몰당 엔탈피 변화

 

 

 

답: –56.3 kJ/mol

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/3038 ] 커피컵 열량계에 1.0 M HCl 50 mL와 1.0 M NaOH 50 mL를 넣고 충분히 혼합했더니, 온도계의 눈금이 21.0℃에서 27.5℃로 상승하였다.

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/3925 ] 산-염기 중화반응과 중화열