Διδακτικά Βιβλία του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου

Αναζήτηση

Βρες
Εμφάνιση

Πρότυπη ενθαλπία εξουδετέρωσης, ΔΗοn

- Πρότυπη ενθαλπία εξουδετέρωσης, ΔΗοn, είναι η μεταβολή της ενθαλπίας κατά την πλήρη εξουδετέρωση (σε αραιό υδατικό διάλυμα) 1 mol Η+ ενός οξέος με μια βάση ή 1 mol ΟΗ- μιας βάσης με ένα οξύ, σε πρότυπη κατάσταση. Να σημειωθεί ότι η ΔΗοn παίρνει πάντα αρνητική τιμές. Άρα, η αντίδραση εξουδετέρωσης είναι εξώθερμη αντίδραση. Επίσης κατά την εξουδετέρωση ισχυρού οξέος με ισχυρή βάση η τιμή της ΔΗnο είναι περίπου σταθερή, ανεξάρτητα από το είδος του οξέος ή της βάσης που χρησιμοποιούμε. Δηλαδή, HCl(aq) + NaOH(aq) [pic] NaCl(aq) + H2O(l) ΔΗοn =-57,1 kJ HNO3 (aq)+ KOH(aq) [pic] KNO3 (aq)+ Η2Ο(l) ΔΗοn=-57,1 kJ

Θυμηθείτε από την ύλη της Α΄ λυκείου τη θεωρία ηλεκτρολυτικής διάστασης του Arrhenius

Αυτό συμβαίνει γιατί τα ισχυρά οξέα και οι ισχυρές βάσεις διίστανται (ή ιοντίζονται) πλήρως σε ιόντα και η μόνη αντίδραση που γίνεται κατά την εξουδετέρωση είναι: H+(aq) + OH-(aq) [pic] H2O(l) ΔΗοn=-57,1 kJ Κατά την εξουδετέρωση όμως ασθενούς οξέος από ισχυρή βάση ή αντίστροφα μέρος της εκλυόμενης ενέργειας δαπανάται για τη διάσταση (ή ιοντισμό) του ασθενούς ηλεκτρολύτη. Π.χ. HCN(aq) + NaOH(aq) [pic] NaCN(aq) + H2O(l) ΔΗοn=-10,6 kJ

Παράδειγμα 2.2 Πόση θερμότητα ελευθερώνεται αν εξουδετερωθούν 10 L διαλύματος HCl 0,01 M από διάλυμα NaOH 0,02 Μ και ποιος ο τελικός όγκος του διαλύματος; Δίνεται ότι η θερμότητα εξουδετέρωσης του HCl με NaOH είναι ίση με: ΔΗοn = -57,1 kJ. ΛΥΣΗ Υπολογίζουμε κατ’ αρχάς την ποσότητα του HCl που εξουδετερώνεται: [pic] Δίνεται η θερμότητα εξουδετέρωσης οπότε μπορούμε να γράψουμε: HCl + NaOH [pic] NaCl + H2O ΔH = - 57,1 kJ Σύμφωνα με τη στοιχειομετρία της αντίδρασης έχουμε: [pic] Δηλαδή, ελευθερώνονται 5,71 kJ και αντιδρούν 0,1mol NaOH. Το διάλυμα NaOH είναι 0,02 Μ οπότε έχουμε: [pic] Το τελικό δηλαδή διάλυμα θα έχει όγκο (10 + 5) L = 15 L, θεωρώντας ότι κατά την ανάμιξη των δύο διαλυμάτων δεν έχουμε μεταβολή του συνολικού όγκου.

Εφαρμογή Πόσα λίτρα διαλύματος ΗΝΟ3 0,04 Μ χρειάζονται για να εξουδετερώσουν πλήρως 5 L διαλύματος NaOH 0,01 M και πόση θερμότητα θα ελευθερωθεί; Δίνεται ότι η θερμότητα εξουδετέρωσης του HNO3 με NaOH είναι ίση με ΔΗοn = -57,1 kJ.

Αν διαλύσουμε 1 mol ουσίας σε 1 L διαλύτη θα παρατηρηθεί διαφορετική τιμή ΔΗ από αυτή που προκύπτει κατά τη διάλυση 1 mol ουσίας σε 2 L διαλύτη. Γι’ αυτό και ο ορισμός της ΔΗ οsol βασίζεται στη διάλυση της ουσίας σε μεγάλη περίσσεια διαλύτη, ώστε η παραπέρα προσθήκη διαλυτικού μέσου να μην προκαλεί καμιά θερμική μεταβολή στο σύστημα. Εφυδάτωση ιόντων Na+ και Cl -