Question

3. La amestecarea a 150 mL soluţie de acid clorhidric cu o soluţie diluată de hidroxid de sodiu, în exces, se degajă 13744,8 J. Determinaţi concentraţia molară a soluţiei de acid clorhidric.

Answer 1

Răspuns: O propunere de rezolvare

Problema face parte din aplicații la ”Căldura de neutralizare”, unde se precizează, că la nautralizarea unui acid tare monoprotic (ex. HCl, HCLO₄) cu o bază tare monoprotică (ex NaOH, KOH)  se degajă o căldură de neutralizare (Δ H⁰ neutralizare) egală cu -57.33 KJ/mol de acid sau bază (sau 13,70 kcla/mol), indiferent de natura acidului sau a bazei.

Ecuația termochimică la neutralizarea unui acid tare monoprotic cu o bază tare monoprotică este:

H⁺ + HO⁻  →  H₂O    + Q ( - ΔH⁰ neutralizare)

Propunere de rezolvare:

Concentrația molară, C M  HCl  reactant se află cu expresia matematică:

C M HCl = n d HCl (mol)/ Vs (L)    

unde:

• n d HCl = număr moli de HCl dizolvat în soluție.
• nd HCl = numărul de moli de HCl, care vor neutraliza total o parte din NaOH. Pe baza acestei egalități se va calcula nd HCl.

Nu știm nd HCl, dar se poate afla din relația : Q = n.- ΔH⁰ neutralizare/mol

• Vs = volum soluție de HCl (L)= 150 mL : 1000 = 0,150 L
• Atenție: nu lucrăm cu numărul de moli de NaOH, fiindcă este în exces, față de cantitatea de NaOh consumată stoechiometric de HCl.

Calcule

1) nd HCl din soluție care participă la reacția de neutralizare=?

HCl  + NaOH  → NaCl  + H₂O

H⁺ din acid +  HO⁻ din bază → H₂O  + Q ( - ΔH⁰ neutralizare/ mol)

număr moli de H⁺ din disociere HCl= număr moli de HCl din soluție

Rezultă că:

-n moli HCl consumați la neutralizare = n moli de HCl aduși de 150 mL (nd)

-nd HCl = 13744,8 J/ 57,33KJ = 13744,8J/ 57,33.1000J=0,239 moli HCl

2) C M HCl, pentru nd HCl = 0,239 moli și Vs = 0,150 L:

C M HCl = 0,239 moli HCl/ 0,150 L= 1,598 mol/L sau 1,598 M

R. aprox 1,598 M

Explicație: