0.862 M HCl + 0.431 M Ba(OH)2 20.48℃

0.862 M HCl + 0.431 M Ba(OH)2 20.48℃

 

 

열용량을 무시할 수 있는 일정 압력 열량계에서

0.862 M HCl 2.00×10^2 mL를

0.431 M Ba(OH)2 2.00×10^2 mL와 혼합하였다.

HCl과 Ba(OH)2 용액의 초기 온도는 20.48℃이다.

이 과정의 중화열은 56.2 kJ/mol이고,

식으로 쓰면 다음과 같다.

H^+(aq) + OH^-(aq) → H2O(l)

혼합 용액의 최종 온도는 얼마인가?

단, 용액의 밀도와 비열은 순수한 물과 같다고 가정한다.

 

 

A quantity of 2.00×10^2 mL of 0.862 M HCl is mixed with 2.00×10^2 mL of 0.431 M Ba(OH)2 in a constant pressure calorimeter of negligible heat capacity.

The initial temperature of the HCl and Ba(OH)2 solutions is the same at 20.48 degrees celsius. For the process

H^+(aq) + OH^-(aq) → H2O(l)

the heat of neutralization is –56.2 kJ/mol.

What is the final temperature of the mixed solution?

Assume the specific heat of the solution is the same as that for pure water.

 

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균형 맞춘 화학 반응식

2HCl(aq) + Ba(OH)2(aq) → BaCl2(aq) + 2H2O(l)

 

 

 

> HCl의 몰수 = (0.862 mol/L) × 0.200 L = 0.1724 mol

> Ba(OH)2의 몰수 = (0.431 mol/L) × 0.200 L = 0.0862 mol

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7787 )

 

 

 

1 mol Ba(OH)2는 이온화되면, 2 mol OH^-가 생성되므로,

Ba(OH)2 → Ba^2+ + 2OH^-

 

H^+의 몰수와 OH^-의 몰수가 같기 때문에,

2 × 0.0862 = 0.1724 mol OH^-

 

혼합 용액은 화학량론적으로 정확히 중화된다.

 

 

 

0.1724 mol 산이 중화되면 0.1724 mol 물이 생성되므로, 중화열은

(–56.2 kJ/mol) × (0.1724 mol) = –9.689 kJ

---> 반응계가 방출한 열

 

 

 

열량계의 열용량을 무시한다고 했으니,

반응계가 방출한 열은 전부 용액이 흡수한다. 따라서

용액이 흡수한 열 = 9.689 kJ 이고,

 

혼합 용액의 질량 = 400 g 이므로,

2 × (2.00×10^2 mL) = 400 mL = 400 g

 

혼합 용액의 최종 온도를 계산하면,

 

q = C m Δt

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2897 )

 

9689 J = (4.184 J/g•℃) (400 g) (? – 20.48 ℃)

 

(? – 20.48) = 9689 / [(4.184) (400)] = 5.7893

 

? = 5.7893 + 20.48 = 26.2693

 

 

 

답: 26.3℃

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/3436 ] 0.6 M HNO3 + 0.3 M Ba(OH)2 18.46℃

 

 

 

[키워드] 0.862 M HCl 2.00×10^2 mL 0.431 M Ba(OH)2 20.48℃

 

[FAQ] [①23/04/24]