反応熱の測定とヘスの法則

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資料紹介

目的　　固体の水酸化ナトリウムを水に溶かしたときの溶解熱、
　　　　水酸化ナトリウム水溶液と塩酸水溶液の中和熱、
　　　　固体の水酸化ナトリウムと塩酸水溶液の反応熱をそれぞれ
　　　　測定して、ヘスの法則が成り立つかどうかについて検証する。
実験　　＜器具、試薬＞
方法　　100mlメスシリンダー、50ml&100mlビーカー、電子温度計、
　　　　発泡スチロールの容器と蓋、マグネチックスターラー、回転子、
　　　　電子天秤、1M HCl水溶液(f=1.005)
1M NaOH水溶液(f=1.005)、粒状NaOH、
　　　　
　　　　＜操作＞
　　　　「実験1　水酸化ナトリウムの溶解熱Q1」
　　　　
メスシリンダーに蒸留水を100mlとり、温度(T1)を測る。
　　　　
容器に回転子を入れ蓋をして、重量(m1)を測定する。
粒状NaOH 10粒を50mlビーカーに一度とり、容器に移し
入れて蓋をして、重量(m2)を測定する。
　　　　先ほどの蒸留水を容器にいれ、蓋をして重量(m3)を測定する。
　　　　
　　　　容器に蓋をして電子温度計を差込み、マグネチックスターラーで撹拌しながら、温度の上昇が見られなくなるまで液温を
30秒おきに記録する。
測定した最高温度をT2としてNaOH 1molが水に溶解したとき
発生した熱量Q1を求める。
上記の実験を3回繰り返し、平均値を求める。
Q1=44.5kJ/molを理論値として、平均値をつかって誤差率を
求める。
　　　　
「実験2　1M NaOH水溶液と1M HCl水溶液との中和熱Q2」
100mlビーカーに1M HCl水溶液と1M NaOH水溶液を別々に
60mlとり、1M HCl水溶液の温度(T1)、1M NaOH水溶液の
温度(T2)を測る。
メスシリンダーに1M HCl水溶液と1M NaOH水溶液を別々に
50mlずつ測りとる。
容器に回転子を入れ蓋をして、重量(m1)を測定する。
先ほどの50mlの1M HCl水溶液を容器に入れ蓋をして、
重量(m2)を測定、50mlの1M NaOH水溶液を容器に入れ蓋を
して、重量(m3)を測定する。
容器に蓋をして電子温度計を差込み、マグネチックスターラーで撹拌しながら、温度の上昇が見られなくなるまで最初の
1分間は10秒おきに、その後は30秒おきに液温を記録する。
測定した最高温度をT3として、基準とする水溶液1Mが中和
したとき発生した熱量Q2を求める。
中和熱を計算する場合、基準とする水溶液は塩酸水溶液または、
水酸化ナトリウム水溶液の少ないほうの物理量を基準として
計算する。
上記の実験を3回繰り返し、平均値を求める。
Q2=56.5kJ/molを理論値として平均値をつかって誤差率を
求める。
「実験3　水酸化ナトリウムと塩酸水溶液の反応熱Q3」
1M HCl水溶液100mlをメスシリンダーで測りとり、温度(T1)
を測定する。
容器に回転子を入れ蓋をして、重量(m1)を測定する。
粒状NaOH 10粒を50mlビーカーに一度とり、容器に移し
入れて蓋をして、重量(m2)を測定する。
先ほどの1M HCl水溶液100mlを容器にいれ、蓋をして重量(m3)
を測定する。
容器に蓋をして電子温度計を差込み、マグネチックスターラーで撹拌しながら、温度の上昇が見られなくなるまで液温を
30秒おきに記録する。
測定した最高温度をT2として固体のNaOH 1molがHCl水溶液と反応したとき発生した熱量Q3を求める。
　　　　
　上記の実験を3回繰り返し、