smilypor (ปอ)

Lab 4
ความร้อนของการละลาย (Heat of Solution Determination)
การเปลี่ยนแปลงเอนทัลปีเนื่องจากการละลายของสารเกิดเป็นสารละลาย เรียกว่า ความร้อนของการละลาย (heat of solution) ซึ่งรวมทั้งความร้อนที่เกิดขึ้นในขณะเกิดการละลาย เนื่องจากการสร้างสารประกอบ เช่น สารประกอบไฮเดรต ระหว่างสารนั้นกับตัวทำละลายเนื่องจากการแตกตัวเป็นไอออน หรือเนื่องจากการละลายโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางเคมีด้วย ความร้อนของการละลายมักมีค่าสูง และมีค่าเป็นลบ เมื่อมีการสร้างสารประกอบขณะละลาย แต่ถ้าเป็นการละลายในลักษณะที่โมเลกุลกระจายออกห่างจากกันโดยไม่มีปฏิกิริยาแล้ว ความร้อนของการละลายมักมีค่าต่ำและเป็นบวก เนื่องจากการละลายเป็นปรากฏการณ์ที่คล้ายคลึงกับการระเหย จึงต้องการพลังงานเพื่อเอาชนะแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลที่อยู่ในสภาวะก่อนการละลาย
การเปลี่ยนแปลงเอนทัลปี เมื่อสารประกอบหนึ่งๆ ละลายขึ้นอยู่กับปริมารและชนิดของสารนั้น และตัวทำละลาย อุณหภูมิ และความเข้มข้นของสารตั้งต้น และความเข้มข้นสุดท้ายของสารละลาย ดังนั้นจึงต้องระบุสภาวะอ้างอิงที่ละเอียด และแน่นอนทุกครั้ง

ความร้อนอินทิกรัลของการละลายมาตรฐาน ( standard integral heat of solution)
ความร้อนของการละลายของสารละลายหนึ่ง เป็นค่าสะสมจากการเติมตัวทำละลายลงไปเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จึงเรียกว่าความร้อนอินทิกรัลของสารละลาย และความร้อนที่เพิ่มขึ้นจากการละลายจะน้อยลงเรื่อยๆ เมื่อสารละลายนั้นเจือจางหรือเมื่อมีตัวทำละลายอยู่มากขึ้น เป็นความร้อนอินทิกรัลของการละลายมาตรฐาน ของกรด HCl ซึ่งจะเห็นได้ว่า ค่าความร้อนของสารละลายจะเข้าสู่ค่าอะซิมโทดค่าหนึ่ง เมื่อสารละลายเจือจางอนันต์ และมีค่าเท่ากัน -17960 cal/gmole HCl จากกราฟของการละลายนี้สามารถหาค่าความร้อนของการละลายที่ความเข้มข้นใดๆ ได้โดยอ่านค่าที่ความเข้มข้นนั้นๆ แล้วนำมาหักลบกัน

ความร้อนของปฏิกิริยาสะเทิน (Heat of Neutralization)
ในการทดลองทาง Physical Chemistry ได้แสดงให้เห็นว่าเมื่อ 1 mol ของเบสแก่ ทำปฏิกิริยากับ 1 mole ของกรดแก่ที่เจือจางเพียงพอที่อุณหภูมิ 25 0C ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นจะมีเพียง H+ กับ OH- ที่ทำปฏิกิริยากัน กลายเป็น H2O (ไม่ว่าจะใช้กรดแก่หรือเบสชนิดใดก็ตาม) และความร้อนที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยานี้เรียกว่า Heat of Neutralization ดังสมการ H+ + OH- OH- ; H = Heat of Neutralization
ถ้าสารละลายมีความเข้มข้นปานกลาง ค่า Heat of Neutralization ซึ่งเป็นผลเนื่องจาก interionic force และ effects อื่นๆ ที่มีผลต่อปฏิกิริยาสะเทิน ถ้ากรดที่ใช่เป็นกรดที่แตกตัวได้น้อย ค่าพลังงานความร้อนจะมีค่าน้อยกว่า 13700 calories ดังนั้นในการที่เราจะตีความหมายที่เกี่ยวกับค่าความร้อนในการเกิดปฏิกิริยาสะเทิน เราจึงควรพิจารณาถึงความเข้มข้นของสารละลายกรดและสารละลายเบส ธรรมชาติของกรดและเบส และอุณหภูมิ
ในการทดลองนี้เราควรจะทราบค่า Heat capacity ของ Calorimeter system (เพื่อใช้หาค่า Heat of Neutralization ) โดยการหาค่าความร้ อนที่ทำให้อุณหภูมิเปลี่ยนไป 1 0C ค่า Heat capacity นี้ เราสามารถหาได้โดยการเติมน้ำเย็นที่ทราบอุณหภูมิในน้ำที่อุณหภูมิห้อง และควบคุมให้ระบบเปลี่ยนแปลงแบบ Adiabatic โดยให้ค่าความร้อนที่ระบบได้รับ หรือสูญเสียให้กับสิ่งแวดล้อมมีค่าน้อยที่สุด และเราได้สมมติว่าค่า Heat capacity ของ calorimeter system เมื่อบรรจุน้ำอยู่ปริมาณหนึ่งมีค่าเท่ากับ Heat capacity ของ calorimeter system ที่บรรจุสารละลายกรดและเบสในปริมาณที่เท่ากับน้ำ และโดยคิดว่าระบบในการทดลองมีการเปลี่ยนแปลงแบบ Adiabatic
ในการคำนวณค่า Heat capacity ของ calorimeter system ใช้หลักความจริงที่ว่าความร้อนที่น้ำเย็ฯได้รับ มีค่าเท่ากับความร้อนที่สูญเสียไปของ Calorimeter กับน้ำที่อุณหภูมิห้องและสามารถแสดงในรูปสมการดังนี้
Qเพิ่ม = Qลด

ยังไม่มีงานเขียน

ยังไม่มีงานเขียน

smilypor
(ปอ)

ผู้ชมข้อมูลนี้แล้ว 139 ครั้ง
เป็นสมาชิก: นานกว่า 2 เดือน
แบ่งปันความรู้ 3 ครั้ง
ได้รับดาว 90 ดวง

โหวตเพิ่มดาว