0.500 M HCl 100.0 mL + 0.100 M Ba(OH)2 300.0 mL heat

0.500 M HCl 100.0 mL + 0.100 M Ba(OH)2 300.0 mL heat

 

 

[조건]

> 각 용액의 초기온도 = 25.0℃

> 혼합 용액의 질량 = 400.0 g

> 혼합 용액의 비열 = 4.18 J/g•℃

 

혼합 용액의 최종온도를 구하시오.

2HCl(aq) + Ba(OH)2(aq) → BaCl2(aq) + 2H2O(l) ... ΔH = –118 kJ

 

 

Consider the reaction

2HCl(aq) + Ba(OH)2(aq) → BaCl2(aq) + 2H2O(l) ... ΔH = –118 kJ

Calculate the heat when 100.0 mL of 0.500 M HCl

is mixed with 300.0 mL of 0.100 M Ba(OH)2.

Assuming that the temperature of both solutions was initially 25.0℃

and that the final mixture has a mass of 400.0 g

and a specific heat capacity of 4.18 J/g•℃,

calculate the final temperature of the mixture.

 

---------------------------------------------------

 

각 반응물의 몰수를 계산하면,

(0.500 mol/L) (100.0/1000 L) = 0.0500 mol HCl

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7787 )

 

(0.100) (300.0/1000) = 0.0300 mol Ba(OH)2

 

 

 

2HCl(aq) + Ba(OH)2(aq) → BaCl2(aq) + 2H2O(l) ... ΔH = –118 kJ

 

HCl : Ba(OH)2 = 2 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

0.0500 mol HCl과 반응하는 Ba(OH)2의 몰수를 계산하면,

HCl : Ba(OH)2 = 2 : 1 = 0.0500 mol : ? mol

 

? = 0.0500 / 2 = 0.0250 mol Ba(OH)2

---> Ba(OH)2는 이만큼 있다, 반응하고도 남는다?

---> Ba(OH)2 = 과잉 반응물, HCl = 한계 반응물.

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

 

 

 

2HCl(aq) + Ba(OH)2(aq) → BaCl2(aq) + 2H2O(l) ... ΔH = –118 kJ

---> 2 mol HCl 반응 시, 118 kJ 방출이므로,

 

ΔH = –118 kJ / 2 mol = –59 kJ/mol

---> HCl 1 mol당 방출열.

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3925 )

 

 

 

0.0500 mol HCl 반응 시, 방출열을 계산하면,

(–59 kJ/mol) (0.0500 mol) = –2.95 kJ

---> 이 열을 혼합 용액이 흡수하므로,

혼합 용액이 흡수한 열 = 2.95 kJ

 

 

 

q = C m Δt

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2897 )

 

Δt = q / C m

= (2950 J) / [(4.18 J/g•℃) (400.0 g)]

= (2950) / [(4.18) (400.0)]

= 1.764℃

---> 이만큼 혼합 용액의 온도가 증가한다.

 

 

 

25.0 + 1.764 = 26.764℃

= 26.8℃

---> 혼합 용액의 최종온도