Mesure de l'energie de dissolution

Mesure
des L'énergie De Dissolution de NaOH


Chaleur
De Neutralisation


á
Introduction


á Le But De La Manipulation


á Matériels Utilisés


á Etude Théorique


á Mode Opératoire


á Schéma De Montage


á Conclusion






MESURE
DES L'ÉNERGIE DE DISSOLUTION DE NAOH


CHALEUR
DE NEUTRALISATION


á Introduction :


Dans les réactions chimiques se dégage une énergie que nous pouvons
exploiter dans différents domaines, et c’est ce que nous allons prouver dans
cette expérience.


á Le But De La Manipulation


Dans cette expérience, nous allons mesurer la quantité de chaleur dégagée
lors d'une réaction de neutralisation d'acide chlorhydrique par de l'hydroxyde
de sodium. Cette mesure est la chaleur de dissociation de NaOH; et pour faire
ça, on a ces étapes:


a-
Détermination de µ (masse équivalente en eau du
calorimètre) du calorimètre.


b-
Calcul de Q_dis k (la chaleur de
dissolution de NaOH).


c-
Calcul de Q_neut (la chaleur de neutralisation).


á Matériels Utilisés


þ Calorimètre.


þ Thermomètre.


þ Balance.


þ Eprouvette graduée.


þ Produits :


· 5g de NaOH.


· Solution de NaOH.


· Solution de Hcl.


á Etude Théorique


I.
Détermination :


La première étape d'une expérience de calorimétrie est de déterminer la
masse équivalente en eau du calorimètre utilisé car aucun appareil n'est idéal,
il existe toujours une perte de chaleur par échange entre le système chimique
étudié et le calorimètre.


La quantité de chaleur reçu (ou perdue) par le calorimètre est donné par
la relation suivante:


Q = µc∆T


Où
µ : masse équivalente en eau du calorimètre.


Il est possible expérimentalement de déterminer cette masse équivalente
en eau du calorimètre en introduisant successivement dans le calorimètre
de l'eau froide de température T₁ et de masse m₁, puis de
l'eau chaude de température T₂ et de masse m₂ dont la
chaleur sera échangée avec 'eau froide et le calorimètre et la température
finale du mélange sera T₃ selon :


Q_{dégagée par eau chaude} + Q_{absorbée par eau froide} +
Q_{absorbée par calorimètre} = 0 (car le système est isolé)


m₂ cp(∆T₂)
+ m₁ cp(∆T₁)
+ µ cp(∆T₁) = 0


m₂ cp(T₃-T₂) = - m₁ cp(T₃-T₁)
- µ cp(T₃-T₁)


µ = -


On a m₁ = m₂ et cp d'eau = cp de calorimètre


Donc : µ
= -


NB :


∆T₁
: augmentation de la
température de l'eau froide.


∆T₂
: augmentation de la
température de l'eau chaude.


m₁ : masse
d'eau froide.


m₂ : masse
d'eau chaude.


Cp : la capacité calorifique.


II. Calcul de Q_dis :


Q_dis + Q_fr + Q_cal = 0 (car le système
est isolé)


Q_dis = -m cp(T₂ – T₁) - µ cp(T₂ – T₁)


Q_dis = -cp(T₂ – T₁)(m + µ)


III. Calcul de Q_neut :


Q_neut = Q_Hcl + Q_NaOH + Q_cal


= m_Hcl cp(T₃
– T₁) + m_NaOH cp(T₃ – T₂) + µ cp(T₃ – T₁)


á Mode Opératoire


1) Pour la 1^ère
étape :


þ A l’aide d’un cylindre
gradué, on verse 80ml d’eau dans le calorimètre.


þ On mesure sa température.


þ On verse dans un bécher
80ml d’eau et on chauffe à environ 65c°.


þ Après quelque minutes, on
releve la température T_fr = T₁ dans le calorimètre.


þ On mesure la température T_ch
= T₂ de l’eau chaude et on verse immédiatement dans le calorimètre.


þ On mesure la température du
mélange T₃.


þ Après, on calcul m.

Masse de l’eau froide	80g
Masse de l’eau chaude	80g
Température de l’eau froide T1	292° k
Température de l’eau chaude T2	325° k
Température du mélange T3	307° k
Cp de l’eau	4,18 J K-1 g-1
m	16 J K-1 g-1

µ = - = - = 16 J K^-1 g^-1


2) Pour la 2^ème
étape :


þ A l’aide d’un cylindre
gradué, on verse 80ml d’eau dans le calorimètre.


þ On mesure sa température.


þ On pese 5g de NaOH
(solide) à l’aide d’une balance.


þ On verse NaOH dans le calorimètre.


þ On mesure la température T_ch
= T₂ de l’eau chaude et on verse immédiatement dans le calorimètre.


þ On mesure la température finale
(l’eau + NaOH).

Masse de NaOH	5g
Température de l’eau T1	292° k
Température finale T2	299° k
Cp de l’eau	4,18 J K-1 g-1
Qdis	614,46

Q_dis = +cp(T₂ – T₁)
(m + m) = (+4,18) (7) (21) = 614,46


3) Pour la 3^ème
étape :


þ On prélève 100ml d’une
solution de Hcl à l’aide d’une éprouivette graduée.


þ On mesure la température
(T_Hcl).


þ Et on verse cette solution
dans le calorimètre.


þ On refait l’opération
citée dans les trois points précédents pour 100ml d’une solution de NaOH.


þ Puis on mesure la
température du mélange.

Masse de solution de Hcl
Masse de solution de NaOH
Température de solution de Hcl (T1)	292° k
Température de solution de NaOH (T2)	297° k
Température du mélange (T3)	295° k
Cp de l’eau	4,18 J K-1 g-1
Qneutralisation

Pour calculer la masse de solution de Hcl, on a :


C = = Þ nMv = vm


Donc, m = nM (n = 1 mole) Þ m = M


Q_neut = m_Hcl cp(T₃ – T₁) + m_NaOH(T₃
– T₂) + m cp(T₃ – T₁)


á Schéma De Montage











































































































á Conclusion


On conclut par cette
expérimentation que Les réactions de dissociation et de neutralisation libèrent beaucoup de chaleur, elles sont
exothermiques.