Termochimia

Scopul lucrării

1. Se determină constanța calorimetrului;
2. Se determină efectul termic al reacțiilor dintre acizi tari – baze tari, acizi tari – baze slabe;
3. Se determină entalpia de dizolvare pentru două săruri: NH₄Cl (clorura de amoniu) și NaNO₃ (azotat de sodiu).

Introducere

          Căldura de reacție este efectul termic ce însoțește o reacție chimică și reprezintă cantitatea de căldură absorbită sau degajată în timpul unei reacții chimice. Ea depinde numai de starea inițială și starea finală a sistemului chimic, nu și de drumul parcurs de sistem în timpul evoluției sale.

          Căldura de reacție se determină în majoritatea cazurilor în condiții de presiune constantă, Q_p  și mai rar în condiții de volum constant, Q_v, la o anumită temperatură.

          Procesele chimice izobare pot fi:

• Exoterme: DH < 0 (sistemul cedează căldura mediului ambiant).
• Endoterme: DH > 0 (sistemul absoarbe căldura din mediul ambiant).

Efectele termice sunt denumite in funcție de tipul reacției pe care îl insoțesc ca de exemplu: căldura de neutralizare, căldura de dizolvare, căldura de ardere etc.

          Căldura de reacție se determină experimental prin metoda calorimetrică. Se masoară variația de temperatura Dt între starea finală, t_f și starea inițială a mediului, t_i în care se desfășoara reacția:                                                                                

          Se calculează cantitatea de căldură absorbită de la sistemul de reacție sau cedată sistemului de reacție:

unde,

în care, C – reprezintă capacitatea calorică,

          c_cal – reprezintă capacitatea calorică a calorimetrului (ce include vasul calorimetrului, agitatorul și termometrul) numită și constanta calorimetrului;

          c_R – reprezintă capacitatea calorică a sistemului reactant.

          m  – reprezintă masa, [g] a fiecărei componente din sistem.

          c  – reprezintă căldura specifică, [] a fiecărei componente din sistem.

          Deoarece căldura acceptată sau cedată de mediu este egală cu căldura cedată sau acceptată de sistemul de reacție, căldura de reacție este:

unde,   – numărul de moli al unei substanțe participante la reacție.

            Căldura de neutralizare a unui acid cu o bază reprezintă cantitatea de căldură degajată la formarea unui mol de apă (H₂O) dintr-un ion gram de protoni H⁺ și un ion gram de grupe hidroxil (OH)^–.