การวัดความร้อนด้วยแก้วกาแฟ

การวัดเอนทาลปีของการทำให้เป็นกลางโดยใช้แคลอรีมิเตอร์อย่างง่าย

Thermochemistry Intermediate (High School) 40 นาที ~$8.00

วัตถุประสงค์

หาเอนทาลปีของการทำให้เป็นกลางของ HCl และ NaOH โดยใช้แคลอรีมิเตอร์แก้วโพลีสไตรีน

ความเป็นมา

A polystyrene cup makes an inexpensive but effective calorimeter because it has low thermal conductivity. By mixing known volumes of acid and base and measuring the temperature change, the enthalpy of neutralization can be calculated. The accepted value for strong acid-strong base neutralization is -57.1 kJ/mol.

คำเตือนด้านความปลอดภัย

  • HCl and NaOH are corrosive
  • Wear safety goggles
  • The mixture will get hot

อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลที่จำเป็น

goggles gloves lab_coat

วัสดุ

  • Hydrochloric acid (HCl) (50 mL)
    1M
  • Sodium hydroxide (NaOH) (50 mL)
    1M
  • Distilled water (100 mL)
    For calibration

อุปกรณ์

Two polystyrene (Styrofoam) cups (nested) Cardboard lid with hole Thermometer (0.1°C resolution) Graduated cylinder (50 mL) Stopwatch

ขั้นตอนปฏิบัติ

1

Measure 50 mL of 1M HCl and pour into the nested polystyrene cups. Record the initial temperature every 30 seconds for 3 minutes.

5 นาที HCl is corrosive
2

Measure 50 mL of 1M NaOH in a separate container. Record its temperature.

2 นาที NaOH is corrosive
3

Quickly pour the NaOH into the HCl, stir gently, and replace the lid with thermometer.

1 นาที Exothermic reaction
4

Record the temperature every 30 seconds for 5 minutes. Note the maximum temperature.

5 นาที
5

Plot temperature vs time. Extrapolate the cooling curve back to the mixing time to find the corrected maximum temperature.

5 นาที
6

Calculate ΔT, then q = mcΔT (assume c = 4.18 J/g°C, mass = 100 g). Calculate ΔH per mole of water formed.

8 นาที

ผลลัพธ์ที่คาดหวัง

Temperature should rise by approximately 6-7°C. Calculated ΔH should be approximately -50 to -57 kJ/mol (accepted: -57.1 kJ/mol). Losses to the calorimeter walls typically give lower values.

การทำความสะอาด

The neutralized solution is safe to pour down the drain. Rinse and dry the calorimeter cups for reuse.

รายละเอียด

หมวดหมู่
Thermochemistry
ระดับความยาก
Intermediate (High School)
ระยะเวลา
40 นาที
ค่าใช้จ่ายโดยประมาณ
$8.00
ขั้นตอน
6
วัสดุ
3

การทดลองเพิ่มเติม

การจำลองแคลอรีมิเตอร์แบบระเบิด 45 min การตกผลึกแบบคายความร้อนของโซเดียมอะซิเตต 30 min การตรวจสอบกฎของเฮสส์ 60 min การละลายไม่ใช่คายความร้อนเสมอไป 25 min การสาธิตปฏิกิริยาดูดความร้อน 20 min ความจุความร้อนจำเพาะของโลหะ 40 min ความร้อนของการเผาไหม้แมกนีเซียม 50 min เคมีของถุงประคบเย็น 20 min เอนทาลปีการหลอมเหลวของน้ำแข็ง 25 min

Frequently Asked Questions

What is the objective of การวัดความร้อนด้วยแก้วกาแฟ?
หาเอนทาลปีของการทำให้เป็นกลางของ HCl และ NaOH โดยใช้แคลอรีมิเตอร์แก้วโพลีสไตรีน
How difficult is การวัดความร้อนด้วยแก้วกาแฟ?
This experiment is rated as Intermediate (High School). It takes approximately 40 minutes to complete.
What safety precautions are needed for การวัดความร้อนด้วยแก้วกาแฟ?
Key safety precautions include: HCl and NaOH are corrosive; Wear safety goggles; The mixture will get hot.
What materials are needed for การวัดความร้อนด้วยแก้วกาแฟ?
The main materials required are: Hydrochloric acid (HCl), Sodium hydroxide (NaOH), Distilled water.
What results should I expect from การวัดความร้อนด้วยแก้วกาแฟ?
Temperature should rise by approximately 6-7°C. Calculated ΔH should be approximately -50 to -57 kJ/mol (accepted: -57.1 kJ/mol). Losses to the calorimeter walls typically give lower values.