0.40 M HCl 100.0 mL 0.20 M Ba(OH)2 100.0 mL 22℃

0.40 M HCl 100.0 mL 0.20 M Ba(OH)2 100.0 mL 22℃

 

 

0.40 M HCl 수용액 100.0 mL와

0.20 M Ba(OH)2 수용액 100.0 mL를

열용량을 무시한 일정압력 열량계에 넣어 반응시켰다.

두 용액의 반응 전의 온도가 22℃일 때

이 혼합 용액의 최종 온도는?

단, 수용액의 비열 4.184 J/g•℃,

수용액의 밀도 1.0 g/mL

H^+(aq) + OH^-(aq) → H2O(l) ... ΔH = –56.2 kJ/mol

 

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각 반응물의 몰수를 계산하면,

(0.40 mol/L) (100.0/1000 L) = 0.040 mol HCl

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7787 )

 

---> HCl은 1가 산이므로,

1 × 0.040 = 0.040 mol H^+

 

 

 

(0.20 mol/L) (100.0/1000 L) = 0.020 mol Ba(OH)2

---> Ba(OH)2는 2가 염기이므로,

2 × 0.020 = 0.040 mol OH^-

 

---> H^+의 몰수 = OH^-의 몰수

 

 

 

H^+(aq) + OH^-(aq) → H2O(l) ... ΔH = –56.2 kJ/mol

 

H^+ : OH^- : H2O = 1 : 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

0.04 mol H^+ 반응하면, 0.04 mol H2O 생성.

 

 

 

ΔH = –56.2 kJ/mol 이므로,

0.04 mol × (–56.2 kJ/mol) = –2.248 kJ

---> 계가 방출한 열(–q)

---> 열량계가 흡수한 열(+q) = 2.248 kJ

 

 

 

q = C m Δt

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2897 )

 

 

 

Δt = q / C m

= (2248 J) / [(4.184 J/g•℃) (200.0 g)]

= (2248) / [(4.184) (200.0)]

= 2.686℃

---> 이만큼 혼합 용액의 온도가 증가한다.

 

 

 

22 + 2.686 = 24.686℃

= 25℃

---> 혼합 용액의 최종온도

 

 

 

답: 25℃

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/23695 ]

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

 

 

 

[키워드] HCl + Ba(OH)2 중화열 기준문서