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Chaleur de neutralisation d'un acide fort par une base forte

  1. #1
    Adriengp

    Chaleur de neutralisation d'un acide fort par une base forte

    Bonjour,

    Lors d'un TP de thermochimie, j'ai réalisé une réaction de neutralisation de H2SO4 par de la soude dans un calorimètre.
    Une fois les deux produits mélangés, on ajoute une résistance chauffante que l'on met sous tension pendant une durée déterminée (1min), on la débranche et on note la température max atteinte.

    De là, je dois calculer la capacité calorifique du milieu réactionnel final. Le problème est que je ne vois pas comment faire.
    Si je ne me trompe pas, j'ai Qtotale = Qcal + Qrésistance + Qsolution = 0 , et j'assimile la capacité calorifique de mon mélange à celle de l'eau. Mais je n'ai aucune information concernant la résistance à part sa puissance (500W).

    Je dois ensuite calculer l'enthalpie molaire de la réaction. Pour cette partie je pense avoir la réponse (si il ne faut pas utiliser le résultat précédent).
    Pour une réaction de neutralisation, on a (si je ne me trompe pas) Qréaction = -Qeau.
    Je connais mon volume d'eau (j'ai 200ml de soude et 200ml d'acide au départ donc 400ml d'eau après la réaction) et les températures finale et initiale.
    Donc Qeau = 4,18 x 400 x (30,4-23,5) = 11536,8 J, et donc Qréaction = -11536,8 J

    Si quelqu'un a quelques pistes de réflexion pour la première partie et peut me confirmer la seconde, c'est avec plaisir !

    -----


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  3. #2
    petitmousse49

    Re : Chaleur de neutralisation d'un acide fort par une base forte

    Bonjour
    La situation est relativement simple sous réserve que le calorimètre, la solution acide et la solution basique soient à la même température avant le mélange.
    On réalise le mélange : à cause de la réaction, on mesure une augmentation de température ΔT1.
    Le système formé du calorimètre et des deux solutions évolue de façon adiabatique. On peut écrire :
    C.ΔT1+xfrH=0
    avec C : capacité thermique de l'ensemble {calorimètre - solution)
    xf : avancement final de la réaction : si tu préfères : quantité (en mole) d'acide égale à la quantité de base utilisée
    ΔrH : enthalpie de réaction (valeur négative car réaction exothermique)
    Tu introduis alors la résistance qui fournit pendant une durée t une puissance P. L'échauffement que tu mesures alors est ΔT2 tel que :
    C.ΔT2=P.t
    Je suppose la résistance électrique de capacité thermique tout à fait négligeable devant C.
    Tu devrais pouvoir te débrouiller avec tout cela...
    Remarque : xfrH=Qréaction si tu tiens à utiliser cette notation quelque peu "obsolète".

  4. #3
    Adriengp

    Re : Chaleur de neutralisation d'un acide fort par une base forte

    Merci de ta réponse si détaillée !

    J'ai donc réussi a calculer C = P.t/ΔT2, avec les valeurs numériques j'obtiens 1878,4 J.K-1
    Pour xf, j'ai 200ml d'acide à 0,5mol.L-1 et 200ml de soude à 1mol.L-1.

    Avec la relation 2NaOH + H2SO4 -> Na2SO2 + 2H2O, à la fin de la réaction, xf = 0,1 donc ΔrH = -C.ΔT1 = -129,6kJ
    Ces résultats me paraissent cohérents, je vais pouvoir faire la deuxième partie qui est très similaire.

    Encore merci !

  5. #4
    petitmousse49

    Re : Chaleur de neutralisation d'un acide fort par une base forte

    OK ! Attention aux unités : xf se mesure en mole et ΔrH en kJ/mol.

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