Yfirlit
Þessi fyrirlestur útskýrir efnafræðina bakvið blöndun saltsýru og natríumhýdroxíðs, með áherslu á hlutleysingu, varmaúthlutun, vermi og hvernig varmælingar geta mælt þessar varmabreytingar.
Eiginleikar Saltsýru og Natríumhýdroxíðs
- Saltsýra (HCl) er sterkur, hættulegur sýra sem auðveldlega gefur frá sér vetnisjónir.
- HCl er notað til að framleiða áburð, litarefni og borðsalt.
- Natríumhýdroxíð (NaOH, einnig kallað lút) er sterkur, ætandi basi sem tekið ákaflega til sín róteindir.
- NaOH er notað til hreinsunar á fráveitum og vatnshreinsun.
Hlutleysingarhvörf og Varmaúthlutun
- Að blanda HCl og NaOH veldur hlutleysingarhvörfum, sem mynda vatn og natríumklóríð (salt).
- Þetta hvörf er útverm og losar áberandi hita.
- Of mikill hiti frá þéttum sýru/basa blöndum getur verið hættulegur.
Efnatengi og Orka
- Orka er geymd í efnatengjum; hvörf færa sameindir í lægri orkustig.
- Hiti sem losnar í hvörfum kemur frá muninum á há- og lágorku tengjum sem myndast og brotna.
Vermi og Varmamæling
- Vermi (ΔH) er mæling á innri orku plús þrýstings/rúmmáls vinnu í kerfi.
- Við afstætt gangþrýsting er vermibreyting jöfn hitanum sem er tekið upp eða losað.
Lögmál Hess og Vermireikningar
- Lögmál Hess: heildarvermibreyting ræðst eingöngu af upphafs- og lokastöðum, ekki veg ferðinnar.
- Staðalvermigildi er hitabreytingin þegar einn mól af efnasambandi myndast úr frumefnum.
- Vermibreyting er hægt að reikna með notkun staðalvermigilda eða tilraunameðferðum eins og varmamælingum.
Varmamæling og Tilraunasetup
- Varmamæling metur hitabreytingar í efnahvörfum með notkun einangruðum íláti og hitamæli (varmamæli).
- Kerfið inniheldur efni, umhverfið er allt annað.
- Einangrun lágmarkar hitatap til umhverfis.
Varmamælingarformúla og Sérstakur Hiti
- Formúlan: ΔH = s × m × ΔT (sérstakur hiti × massi × hitastigbreyting).
- Sérhita (s) er hiti sem þarf til að hita 1g efnis um 1°C.
- Sérhita vatns er 4.184 J/g°C; notaður massi í dæminu var 200g; ΔT var 7.4 K.
- Útreiknaður hiti sem losar: 6.2 kJ.
Samanburður Varmamælinga og Niðurstöðum Lögmáls Hess
- Spá lögmáls Hess: vermibreyting um -5.67 kJ fyrir hvarfið.
- Niðurstaða varmamælingar: 6.2 kJ (mismunur vegna tilraunalegra nálgast, eins og að nota sérhita vatns og vanrækja hita sem tækið tekur til sín).
Uppsprettur Skekkju í Varmamælingum
- Nota sérhita vatns í stað raunverulegrar saltlausnar.
- Ekki taka tillit til hita tekinn upp af varmamælinum og hitamælinum.
- Ófullkomin einangrun leyfir hitatap.
Lykilhugtök og Skilgreiningar
- Saltsýra (HCl) — sterk sýra sem gefur róteindir.
- Natríumhýdroxíð (NaOH) — sterkur basi sem tekur til sín róteindir.
- Hlutleysing — hvarf milli sýru og basa sem myndar vatn og salt.
- Vermi (ΔH) — heildarhitaefni kerfis við gangþrýsting.
- Lögmál Hess — vermibreyting ræðst eingöngu af upphafs- og lokastöðum.
- Staðalvermigildi — hitabreyting við myndun 1 móls efnis úr frumefnum.
- Varmamæling — vísindin um að mæla hita í efnahvörfum.
- Sérhita (s) — hiti sem þarf til að hita 1g efni um 1°C.
Verkefni / Áframhaldandi Skref
- Endurskoða staðalvermigildi í námsbókinni þinni eða áreiðanlegum netstöðum.
- Æfa notkun varmamælingarformulu (ΔH = s × m × ΔT) með dæmum.
- Skilja hvernig á að bera kennsl á og lágmarka skekkjur í varmamælingartilraunum.