50.0 mL 0.400 M Ca(NO3)2 50.0 mL 0.800 M NaF CaF2 25.00℃
When 50.0 mL of 0.400 M Ca(NO3)2 is added to 50.0 mL of 0.800 M NaF,
CaF2 precipitates, as shown in the net ionic equation below.
The initial temperature of both solutions is 25.00℃.
Assuming that the reaction goes to completion,
and that the resulting solution has a mass of 100.00 g
and a specific heat of 4.18 J/(g•℃),
calculate the final temperature of the solution.
Ca^2+(aq) + 2F^-(aq) → CaF2(s) ... ΔH° = –11.5 kJ
---------------------------------------------------
각 반응물의 몰수를 계산하면,
> (0.400 mol/L) (50.0 mL) = 20 mmol Ca(NO3)2
> (0.800 mol/L) (50.0 mL) = 40 mmol NaF
Ca^2+(aq) + 2F^-(aq) → CaF2(s)
Ca^2+ : F^- = 1 : 2 계수비(= 몰수비) 이므로,
Ca^2+ : F^- = 1 : 2 = 20 mmol : ? mmol
? = 2 × 20 = 40 mmol F^-
---> Ca(NO3)2와 NaF는 전부 반응.
Ca^2+ : CaF2 = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,
생성된 CaF2의 몰수 = 20 mmol
Ca^2+(aq) + 2F^-(aq) → CaF2(s) ... ΔH° = –11.5 kJ
---> CaF2 1 mol당 11.5 kJ의 열을 방출하므로,
20 mmol CaF2에 의해 방출되는 열은
(11500 J/mol) (20/1000 mol) = 230 J
q = C m Δt
( 참고 https://ywpop.tistory.com/2897 )
Δt = q / C m
= 230 J / [(4.18 J/(g•℃)) (100.00 g)]
= 0.55℃
25.00 + 0.55 = 25.55℃
답: 25.55℃
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