การทดลองท7การวั�ดควัามร�อนด�วัยเคร�องแคลอร�ม�เตอร�

การวั�ดควัามร�อนของปฏิ�ก�ร�ยาเคม

ส่�วันทเก�ดปฏิ�ก�ร�ยา

เคม

การวั�ดควัามร�อนของปฏิ�ก�ร�ยาเคม

น��า

ก�อนเก�ดปฏิ�ก�ร�ยา

T เร�ม oC

ส่�วันทเก�ดปฏิ�ก�ร�ยา

เคม

หล�งเก�ดปฏิ�ก�ร�ยาT ส่!ดท�าย oC

q = CT

q ค�อ ควัามร�อน มหน�วัยเป"น calorie (cal) C ค�อ ควัามจุ!ควัามร�อน (heat capacity)

หน�วัย cal/ OCT ค�อ อ!ณหภู&ม�ทเปลยนแปลง หน�วัย OC

q ค�อ ควัามร�อน หน�วัย cal

T ค�อ อ!ณหภู&ม�ทเปลยนแปลง หน�วัย OC

q = msT

m ค�อ มวัลของส่าร ในหน�วัย กร�ม (g)s ค�อ ควัามจุ!ควัามร�อนจุ�าเพาะของส่าร (specific heat capacity) หน�วัย cal g-1 OC-1

อ!ปกรณ�ทใช้�วั�ดควัามร�อนค�อ เคร�องแคลอร�ม�เตอร�

เทอร�โมม�เตอร�แท�งแก�วัคน

Insulatorน��า

ในกรณทอ!ปกรณ�แคลอร�ม�เตอร� ไม�ด&ดหร�อคายควัามร�อน ควัามร�อนทน��าได�ร�บหร�อให� = ควัามร�อนทระบบให�หร�อได�ร�บ ซึ่/งจุะส่�งผลให�น��ามอ!ณหภู&ม� เปลยนไป

อ!ปกรณ�แคลอร�ม�เตอร�ด&ดหร�อคาย ควัามร�อนได� ด�งน��น

-qr = q + qcH2O

qr = ควัามร�อนทระบบให� หร�อได�ร�บจุาก

กระบวันการ เปลยนแปลง หน�วัย

cal

อ!ปกรณ�แคลอร�ม�เตอร�ด&ดหร�อคาย ควัามร�อนได� ด�งน��น

-qr = q + qcH2O

q = ควัามร�อนทน��าได�ร�บหร�อส่&ญเส่ยไป หน�วัย cal

H2O

อ!ปกรณ�แคลอร�ม�เตอร�ด&ดหร�อคาย ควัามร�อนได� ด�งน��น

-qr = q + qcH2O

qc = ควัามร�อนทแคลอร�ม�เตอร�ได�ร�บหร�อ ส่&ญเส่ยไป หน�วัย cal

-qr = q + qcH2O

= msT + qc

s = ควัามจุ!ควัามร�อนจุ�าเพาะ ของน��า

= 1.0 cal/g oC

m = มวัลของน��าในแคลอร�ม�เตอร� หน�วัย g

T = อ!ณหภู&ม�ทเปลยนแปลง หน�วัย OC

-qr = q + qcH2O

= ms T+ CcT

Cc = ค�าคงทของแคลอร�ม�เตอร� หน�วัย cal/ oCT = อ!ณหภู&ม�ทเปลยนแปลง หน�วัย OC

ถ้�าทราบ• มวัลของน��า (m)• อ!ณหภู&ม�ของน��าทเปลยนไป (T)• ค�าคงทแคลอร�ม�เตอร�(Cc)

ก3จุะหาควัามร�อนทระบบปลดปล�อยหร�อด&ดกล�นได�(qr)

-qr = ms T + CcT

การทดลอง แบ�งออกเป"น 3 ตอนด�งน� 1. การหาค�าคงทแคลอร�ม�เตอร� 2 . การหาค�าเอนท�ลป4ของส่ารละลาย 3 . การหาควัามร�อนของปฏิ�ก�ร�ยา

ส่ะเท�นระหวั�าง NaOH ก�บ HCl

ตอนท 1 การหาค�าคงทแคลอร�ม�เตอร�วั�ธีทดลอง 1. ไขน��ากล�น 25mL

จุากบ�วัเรตใส่�ใน แคลอร�ม�เตอร�

25mL

2. ป6ดฝา ท��งไวั� 5-10 นาท แล�วับ�นท/กอ!ณหภู&ม�

….. oC

3. ไขน��ากล�น 25mL ลงในบกเกอร�

25mL

50mL 50mL 50mL 50mL

heatspeed

50mL

4 . ต�มน��าในบกเกอร� จุนอ!ณหภู&ม� 45

oC บ�นท/กอ!ณหภู&ม�

45oC

50mL

50

mL

50

mL

50

mL

5 . ผส่มน��าอ! �นลงในแคลอร�ม�เตอร�

คนให�ท�วั บ�นท/กอ!ณหภู&ม�

… ..oC

7. ท�าซึ่��าคร��งท 2 หาค�าเฉลยของค�าคงท แคลอร�ม�เตอร�

6 . ค�านวัณค�าคงทของเคร�องแคลอร�ม�เตอร�

การค�านวัณ-qhot = qcold + qcalorimeter

-msT1

Cc=-(m1sT1

+m2sT2

)T2

T1

= T(น��าผส่ม - ) T(น��าอ! �น) < 0T2

= T(น��าผส่ม - ) T(น��าเย3น) > 0

= msT2 + CcT2

m หาจุากd (ควัามหนาแน�น) = 1 g/mLH2Om = 25 g s = 1 cal/g oC

เพราะฉะน��นCc = ……….. cal/oC

Cc=-(m1

sT1

+m2sT2

)T2

ตอนท 2 การหาค�าเอนท�ลป4ของส่ารละลาย

วั�ธีทดลอง 1. ช้�งน��าหน�กเคร�อง

แคลอร�ม�เตอร�XX.XX

2. ไขน��ากล�น 50mL จุากบ�วัเรตลงใน เคร�องแคลอร�ม�เตอร�5

0mL

3. ช้�งน��าหน�ก ท��งไวั�ประมาณ 5-10 นาท แล�วับ�นท/กอ!ณหภู&ม�

xxx.xx g

… ... oC

… .. g

4. ต�ก CaCl2 ประมาณ 2 กร�ม

ใส่�ในหลอด ทดลอง ช้�ง ให�ร&�น��าหน�กทแน�นอน( ทศน�ยม 2 ต�าแหน�ง ) บ�นท/กค�าน��าหน�ก

5. เทส่ารใส่�ลงในแคลอร�ม�เตอร� คนให�ท�วั จุนส่ารละลายหมด บ�นท/กอ!ณหภู&ม�ส่!ดท�าย

… ..oC

7 . ท�าการทดลองซึ่��าโดยเปลยนส่ารจุาก CaCl2 เป"น KNO3 และ Na2CO3 ตามล�าด�บ

8. ค�านวัณค�าเอนท�ลป4ของการละลายส่�าหร�บ CaCl2, KNO3 และ Na2CO3

6 . ช้�งน��าหน�กหลอดทดลองพร�อมส่ารทต�ดค�าง เพ�อน�าไปหาน��าหน�กส่ารทใช้�จุร�ง

การค�านวัณ เอนท�ลป4ของการละลาย (Hsoln = qr/molส่าร)

-qr = qsoln + qc

m soln = มวัลของส่ารละลาย ( น��า + ส่าร)

Tsoln = Tหล�งละลาย - Tก�

อนละลาย

= (msoln ssoln + Cc ) Tsoln

s soln = ควัามจุ!ควัามร�อนจุ�าเพาะของส่ารละลาย = s ของน��า = 1.0 cal/g oC

ตอนท 3 การหาควัามร�อนของปฏิ�ก�ร�ยา ส่ะเท�นระหวั�าง NaOH ก�บ HCl

วั�ธีการทดลอง 1. ช้�งน��าหน�กเคร�อง

แคลอร�ม�เตอร�

…... g ??.?? g

5

0mL

2 . ไข NaOH 1.0 M 50 mL จุากบ�วัเรต ใส่�ใน แคลอร�ม�เตอร� ท��งไวั� ประมาณ 5-10 นาท บ�นท/กอ!ณหภู&ม�เร�มต�น

… ..oC

5

0mL

3 . ไข HCl 1.0 M 50 mL จุากบ�วัเรต ใส่�ใน แคลอร�ม�เตอร�คนส่าร ละลายผส่มเบา ๆ บ�นท/กอ!ณหภู&ม�ส่!ดท�าย

… ..oC

xxx.xx g… ..

g

4 . ช้�งน��าหน�กแคลอร�ม�เตอร� พร�อมส่ารละลายผส่ม

5 . ค�านวัณหาควัามร�อนของปฏิ�ก�ร�ยา ส่ะเท�นต�อโมลของน��าทเก�ดข/�น

การค�านวัณ

m = มวัลของส่ารละลายผส่ม หน�วัย g

-qr = qsoln + qc

= (m s + Cc ) T

s = ควัามจุ!ควัามร�อนจุ�าเพาะของส่ารละลายผส่ม = s ของน��า = 1.0 cal/g oC

T = อ!ณหภู&ม�ทเปลยนแปลง หน�วัย OCCc = ค�าคงทของแคลอร�ม�เตอร�

หน�วัย cal/ oC

ปฏิ�ก�ร�ยาส่ะเท�นระหวั�าง NaOH ก�บ HCl

1 mol 1 mol 1 mol 1 mol NaOH + HCl NaCl + H

2 O

NaOH 1 M 5 0 mL = x mol = H2

O

ควัามร�อนของปฏิ�ก�ร�ยาส่ะเท�น ต�อโมลของน��าทเก�ดข/�น = q /

x หน�วัย cal/mol

บท

พากย�

รศ.ดร. วั!ฒิ�ช้�ย พาราส่!ขอ.ดร. ส่มศ�กด�= ตนหม�นเพยร

อ.ดร. ส่มศ�กด�= ตนหม�นเพยร