Determinarea Căldurii De Reacție

Se determina efectul termic al reactiei de neutralizare a unui acid tare cu o baza tare si efectul termic al unei reactii dintre un acid tare si o baza slaba.

Caldura de reactie sau efectul termic reprezinta cantitatea de caldura absorbita sau degajata in timpul unei reactii chimice. Ea depinde numai de starea initiala si de starea finala a sistemului chimic, nu si de drumul parcurs de sistem in timpul evolutiei sale.

Caldura de reactie se determina in majoritatea cazurilor in conditii de presiune constanta, Qp, si mai rar in conditii de volum constant, Qv, la o anumita temperatura.

Exoterme: (H (0 (sistemul cedeaza caldura mediului ambiant). Endoterme: (H (0 (sistemul absoarbe caldura de la mediul ambiant). Efectele termice sunt denumite in functie de tipul reactiei pe care il insotesc ca, de exemplu caldura de neutralizare, caldura de hidroliza, caldura de ardere etc.

Caldura de neutralizare este efectul termic care insoteste reactia unui acid tare cu o baza tare.

si reducand termenii asemenea se obtine: Deci caldura de neutralizare este cantitatea de caldura degajata la formarea unui mol de apa din ionii sai hidratati. Ea are o valoare independenta de natura acidului tare si a bazei tari care participa la reactie si este egala cu -57. 3 kJ/mol H2O la temperatura de 293 K.

Daca la reactie participa acizi slabi si baze slabe, ca de exemplu: efectul termic este mai mic decat -57. 3 kJ/mol H2O datorita reactiei inverse de hidroliza a sarii formate.

Acizii slabi si bazele slabe sunt disociati in ioni, in solutii apoase, in proportie mica: si la echilibru se formeaza doar o fractiune dintr-un mol de apa.

Relatii de calcul Caldura de reactie se determina experimental prin metoda calorimetrica. Se masoara variatia de temperatura intre starea finala tf si starea initiala a mediului in care se desfasoara reactia: (t = tf - ti (3. 10) Se calculeaza cantitatea de caldura absorbita de la sistemul de reactie sau cedata sistemului de reactie: Q = C (t (3. 11) Capacitatea calorica C se calculeaza cu relatia: in care m si c reprezinta masa (g) si caldura specifica (J/g. grd.) a fiecarei componente din sistem.

Deci: C = CC + CR = CC + mRcR (3. 13) CC reprezinta capacitatea calorica a calorimetrului (ce include vasul calorimetrului, agitatorul si termometrul) numita si constanta calorimetrului; CR - reprezinta capacitatea calorica a sistemului reactant.

Rezulta: Q = (CC + mRcR) (t (3. 14) Deoarece caldura acceptata sau cedata de mediu este egala cu caldura cedata sau acceptata de sistemul de reactie, caldura de neutralizare a este: Pentru reactiile dintre un acid tare si o baza slaba efectul termic este: unde (n reprezinta fractiunea de mol de apa formata in timpul reactiei.

Observatie: Se neglijeaza efectul de hidroliza a sarii formate.

Aparatura Calorimetru, agitator, termometru, pahare Berzelius, cilindru gradat.

Substante Solutii apoase de HCl 1M, NaOH 0. 5 M ...