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Chimie Laboratoire 13 — La détermination de la chaleur molaire de la neutralisation d’une base solide Groupe : Travail présenté ? Date d’exécution : Date de remise S. v. p page But : Effectuer une expérience qui nous permettra de déterminer et d’expliquer, si elle existe, la relation entre les laboratoires de détermination de chaleur molaire selon différentes situations. Dans ce présent laboratoire, nous devrons vérifier s’il y a bel et bien une relation entre la chaleur molaire de neutralisation et de dissolution d’une solution d’acide chlorhydrique dépendamment e l’état de la substance basique. our ce faire, nous devrons utiliser la loi de Hess afin de trouver la chaleur molaire de calorimètre. Notre hypothèse est que la chaleur molaire est différente lorsque la neutralisation ce fait avec une substance basique aqueuse et lorsqu’elle est fait avec une substance basique solide, puisque à notre avis il faut plus d’énergie à une réaction de neutralisation si il faut en plus dissoudre la substance basique. our arriver à vérifier notre hypothèse, ces équations ci- dessous seront nécessaires : Formule 1 : c = la concentration en mol/L le nombre de mol v = le volume en litres (L) Formule 2 : = La variation de température en 0 C Formule 3 : Q=mc ou Formule 4: – La température finale en « C = La température initiale en n c Q = La chaleur de réaction en joules 0) m = La masse en grammes (g) c = La capacité thermique massique en = La variation de température en « C où Q = La chaleur de réaction en joules (J) La variation d’enthalpie en joules O) Formule 5 : (Loi de Hess) où = La variation d’enthalpie en joules O) La variation total d’enthalpie de la chaleur de réaction en joules 0) ‘expérience constitue à mélan er I réaction en Joules 0) ‘expérience constitue à mélanger la solution d’acide chlorhydrique avec de l’eau distillée dans un calorimètre. Par la suite, il faut noter la température initiale de la solution d’acide chlorhydrique et de peau. Il faut ensuite y ajouter l’hydroxyde de sodium solide.

Pour terminer, il faut mettre un couvercle de polystyrène sur le calorimètre et y insérer un thermomètre dans le trou du couvercle en agitant le mélange et en notant la température la plus élevée. Il faut faire de même pour la dissolution du NaOH(s) et la neutralisation du NaOH(aq) sauf ue pour la neutralisation du NaOH(aq) il ne faut pas mélanger la solution dacide chlorhydrique avec de l’eau distillée. Les données prises nous permettrons de déterminer la variation de température de chaque situation et ainsi de calculer la variation d’enthalpie de chacune d’elles. Nous pourrons ainsi, comparer les données obtenues avec la loi de Hess et celles obtenues expérimentalement avec la calorimétrie. ? l’aide de toutes ces informations, il nous sera possible d’affirmer si il y a oui ou non une relation entre la chaleur molaire de neutralisation et de e l’état de la substance basique et d’expliquer celle-ci, si elle existe. Matériel Un calorimètre ( formé par 2 deux verres en polystyrène) Sonde de température Bécher de 200 mC Spatule Nacelle de pesé Balance numérique Flacon laveur avec de 3 l’eau distillée Cylindre gradué de 50 rnL NaOH en pastille solution de NaOH à 1 mol/ Solution de HCL à Imol/L Lunettes de sécurité Gants Protocole 1. Mesurer 50 mL d’eau distillée et la déposer dans le calorimètre à l’aide d’un cylindre gradué. 2.

Mesurer 50 mL de solution de HCL concentrée à 1 mol/L et la verser dans le calorimètre. 3. Mettre la sonde de température dans le trou du calorimètre contenant l’eau et la solution de HCL. 4 Noter la température initiale. 5. Peser 2g de pastilles de NaOH et l’ajouter au calorimètre. 6. Remuer en rotation le calorimètre en tenant bien la sonde en place jusqu’à ce que la température de la solution arrête d’augmenter. 7. Noter la dernière température, soit la plus élevée. 8. Ranger et nettoyer le matériel. 9. Faire les calculs de variation de température. 10. Faire les calculs de variation d’enthalpie. 11. Faire les calculs de chaleur molaire. 12.

Faire les calculs sur le nombre de mol. 13. Faire les calculs sur Fécart type. Calculs calcul I : Calcul de la variation de la température Formule : calcul 2 5,02 ac : Calcul de la varia 4 Formule : (produit croisé) (-2, 103 kJ 408) 28 = -42 kJ Calcul 6 : Combien de mol de NaOH dans une solution de 50 ml concentrée à 1 mol/L n = cv 0,05 L 1 mol/ 0,05 mol Calcul 7 : Trouver la valeur de la chaleur molaire de réaction. Formule : La loi de Hess -407,3kJ -100,3 kJ Calcul 8 : Addition des AH Formule : AH dissolution + AH neutralisation avec une base aqueuse = AH neutralisation avec une base solide -42 + -56,2 = -98,2 Calcul 9 : Calcul de l’écart type

Formule : = % écart type ((-98 kJ/mol- – 100,3 kJ/mol) -100,3 = – S Dans ce laboratoire, nous avons découvert qu’il y a bel et bien une influence sur la chaleur molaire de réaction lorsque l’état n’est pas la même. Effectivement, lorsque l’état est aqueux la chaleur molaire est moindre, car la seule chaleur nécessaire à fournir est celle pour la neutralisation. Cependant pour une neutralisation où l’état est solide, il faut fournir de l’énergie pour la dissolution et pour la neutralisation, ce qui explique que la chaleur molaire est plus grande. Voici les différentes équations : a dissolution NaOH(s) OH=-42KJ/mol, la neutralisation avec une solution basique aqueuse HCl(aq) H20(l) + NaCl(aq) et la neutralisation avec une solution basique solide NaOH(s)+ HCl(aq)— H20(l) + NaCl(aq) AH=-98KJ/mol.

La chaleur molaire de dissolution d’une base solide de NaOH expérimentalement était de -42KJ/mol, celle d’une neutralisation acidobasique avec une base aqueuse était de -56,2KJ/mol et finalement la neutralisation acidobasique avec une base solide était de -100,3KJ/mol soit la chaleur molaire de dissolution du NaOH additionné à celle de la neutralisation du NaOH. Les chaleurs molaires obtenues à l’aide de la loi de Hess (valeurs de références) était de -44,6KJ/moI pour la dissolution de NaOH sous forme solide, de -56,7KJ/moI pour la neutralisation du NaOH sous forme aqueuse et de -100,3KJ/mol pour la neutralisation du NaOH sous forme solide. L’écart type est donc de pour la dissolution du NaOH sous forme solide, ce qui signifie que nous avons obtenues une donnée plus petite que celle dont nous nous attendions. Notre au que nous avons obtenues une donnée plus petite que celle dont nous nous attendions.

Notre autre écart type, celle pour a neutralisation du NaOH(aq), est de -0,89%, donc ici aussi notre donnée expérimentale est légèrement plus petite que celle attendue. Le dernier écart type celui pour la neutralisation du NaOH(s) est de -229%, encore une fois la donnée est plus petite que celle attendue. Ces écarts peuvent être expliqués, premièrement par le fait que le trou du calorimètre qui servait à passer la sonde de température était légèrement trop gros, donc une partie de la chaleur pouvait s’échapper dans l’air ambiant. Deuxièmement, par le fait que nous avons pris probablement trop de temps avant de refermer le calorimètre, près avoir mélangé les substances.

Nous opterions pour une amélioration de la stabilité de la sonde de température, c’est- à-dire de trouver une façon de stabiliser la sonde tout en nous permettant de brasser le calorimètre, car le frottement de la sonde de température avec le calorimètre fausse les données en produisant de la chaleur. De plus, un trou sur le calorimètre plus petit permettrait à la chaleur de rester dans le calorimètre plutôt que de s’échapper dans l’air ambiant. Conclusion Le but du laboratoire effectué était de déterminer et d’expliquer, i tel était le cas, la relation entre les chaleurs molaires de dissolution et de neutralisation avec des bases dans des phases différentes. pour y arriver nous devions prendre la température initiale de la solution d’acide chlorhydrique dans un calorimètre.

Par la suite, il faut y ajouter l’hydroxyde de sodium soli d’acide chlorhydrique dans un calorimètre. Par la suite, il faut y ajouter [‘hydroxyde de sodium solide et brasser tout en notant dissolution du NaOH(s) et la neutralisation du NaOH(aq). Puis trouver les chaleurs molaires de chacune des réactions avec la loi e Hess et comparer les chaleurs molaires. Le but a été atteint, car cette expérience nous as permis de confirmer un lien existant entre la dissolution de la neutralisation du et de la neutralisation du . Comme mentionné plus tôt, la relation est que dans une neutralisation acidobasique avec une base solide et un acide aqueux, la base doit d’abord se dissoudre dans la solution, ce qui génère de l’énergie.

Ensuite, une fois dissoute, la neutralisation peut commencer ce qui libère encore de l’énergie, c’est pourquoi l’addition des deux chaleurs molaires de réaction égale à celle de a neutralisation de la base solide. Nos résultats le prouvent, car cette addition des chaleurs molaires de réactions nous donnent -98,2kJ/mol, or une fois calculée seule, la chaleur de réaction de la neutralisation d’une base solide, nous avons obtenu -98 kJ/mol. Ce résultat nous prouve que le lien existe, car il s’agit là, d’une très petite marge d’erreur. La chaleur de réaction de référence était de -100,3 kJ/mol selon la Loi de Hess, nous avons donc un écart type de -2,29kJ/mol. Nous voyons donc ici un lien avec la théorie de la Loi de Hess, car elle nous a permis de confirmer cette théorie. 8