📚 கற்றல் முதன்மை க.பொ.த. (சா/த) க.பொ.த. (உ/த) பிற 🌐 English உள்நுழைய
செய்முறை · செய்முறை 7

செய்முறை 7 — அமில–மூல நடுநிலையாக்கல் வெப்ப உள்ளுறையைத் துணிதல்

NIE செய்முறைக் கைநூல் · அலகு 5 (சக்தியியல்)

நோக்கம்

அமில–மூல நடுநிலையாக்கல் (neutralisation) வினைகளுக்கான வெப்ப உள்ளுறையை (enthalpy) பாலிஸ்டிரீன் கோப்பை வெப்பமானியைப் (polystyrene-cup calorimeter) பயன்படுத்தி அளவிடுவதே இச்செய்முறையின் நோக்கமாகும். பின்வரும் மூன்று தொகுப்புகள் ஆராயப்படுகின்றன: (i) வலுவான அமிலம்–வலுவான மூலம் (HCl–NaOH), (ii) வலுவற்ற அமிலம்–வலுவான மூலம் (CH₃COOH–NaOH), (iii) வலுவான அமிலம்–வலுவற்ற மூலம் (HCl–NH₃).

அடிப்படைக் கோட்பாடு

நடுநிலையாக்கல் வினையின் போது வெப்பம் வெளியேறுகின்றது (வெப்பவெளியீட்டு வினை). வெப்பமானியில் அளவிடப்படும் வெப்பநிலை உயர்வு ΔT ஐப் பயன்படுத்தி, வெளியான வெப்பம் q கணிக்கப்படுகின்றது:

முக்கியச் சமன்பாடுகள்
q = mcΔT
m = கலவையின் திணிவு (g) · c = தன் வெப்பத்திறன் (4.18 J g⁻¹ K⁻¹) · ΔT = வெப்பநிலை மாற்றம் (°C)

ΔH(நடுநிலையாக்கல்) = −q / n(உருவான நீர் மோல்கள்)

நடுநிலையாக்கல் அயனிகச் சமன்பாடு (வலுவான அமிலம்–வலுவான மூலம்):
H⁺(aq) + OH⁻(aq) → H₂O(l)    ΔH ≈ −57 kJ mol⁻¹

CH₃COOH(aq) + OH⁻(aq) → CH₃COO⁻(aq) + H₂O(l)    ΔH > −57 kJ mol⁻¹
(வலுவற்ற அமிலம் அயனாக்கப்படுவதற்கு சக்தி தேவைப்படுவதால் வெளியீடு குறைவாக இருக்கும்)

H⁺(aq) + NH₃(aq) → NH₄⁺(aq)    ΔH > −57 kJ mol⁻¹
(NH₃ வலுவற்ற மூலம் — NH₄⁺ உருவாக்கத்துக்கு சக்தி செலவாகின்றது)

தேவையான உபகரணங்களும் இரசாயனங்களும்

Polystyrene-cup calorimeter set-up outer cup (insulation) acid + base mixture Thermometer stirrer You need: • Polystyrene cups (nested pair) × 2 sets • Thermometer (0.1 °C divisions) • 50 cm³ measuring cylinder × 2 • Glass stirring rod • 1.0 mol dm⁻³ HCl (50 cm³) • 1.0 mol dm⁻³ NaOH (50 cm³) • 1.0 mol dm⁻³ CH₃COOH (50 cm³) • 1.0 mol dm⁻³ NH₃(aq) (50 cm³) • Stopwatch, lid with two holes
Practical 7 — Determining the enthalpy of neutralisation of acid–base reactions
உண்மைப் படம் — Practical 7 — Determining the enthalpy of neutralisation of acid–base reactions. படம்: Wikimedia Commons.

செய்முறை

  1. 50 cm³ HCl கரைசலை (1.0 mol dm⁻³) அளவிட்டு, தொடர்சலவை செய்யப்பட்ட பாலிஸ்டிரீன் கோப்பையில் ஊற்றுக. வெப்பநிலையை 30 வினாடிகள் இடைவெளியில் அளவிட்டு பதிவு செய்க.
  2. அதே கனவளவிலான (50 cm³) NaOH கரைசலை (1.0 mol dm⁻³) வேறொரு கோப்பையில் ஊற்றி வெப்பநிலையை அளவிடுக. இரண்டின் சராசரி ஆரம்ப வெப்பநிலையை T₁ என்க.
  3. NaOH கரைசலை HCl கரைசலுள் விரைவாக ஊற்றுக. மூடியை மூடி, கிளறிக்கொண்டே வெப்பநிலையை ஒவ்வொரு 15 வினாடியிலும் படிக்க.
  4. அதிகபட்ச வெப்பநிலையை T₂ என்க; ΔT = T₂ − T₁.
  5. மேற்கண்டதை CH₃COOH–NaOH, HCl–NH₃ தொகுப்புகளுக்கும் திரும்பவும் செய்க.

அவதானிப்புகள்

தொகுப்புT₁ / °CT₂ / °CΔT / °C
HCl – NaOH
CH₃COOH – NaOH
HCl – NH₃

HCl–NaOH தொகுப்பு மிக அதிக வெப்பநிலை உயர்வைத் தரும் (≈ 6–7 °C); வலுவற்ற அமிலம் அல்லது மூலம் உள்ள தொகுப்புகள் குறைவான வெப்பநிலை உயர்வைத் தரும்.

கணிப்பு உதவியாளர்

பாதுகாப்புக் குறிப்புகள்

பரீட்சகர் கவனிக்கும் பொதுவான பிழைகள்

தவிர்க்க வேண்டியவை
  • அதிகபட்ச வெப்பநிலையை T₂ ஆக எடுக்காமல் கடைசி அளவீட்டை எடுத்தல் — வளைவின் உச்சியை சரியாக அடையாளப்படுத்துக.
  • கோப்பையை கலவையுடன் கழுவாமல் மீண்டும் பயன்படுத்துதல் — முந்தைய தொகுப்பின் வினைபடுபொருள்கள் கலக்கப்படும்.
  • திணிவை அளவிடாமல் கனவளவை மட்டும் எடுத்தல் — செறிந்த கரைசல்களில் அடர்த்தி 1 g cm⁻³ இலிருந்து வேறுபடலாம்.
  • வெப்பச் சோர்வை (heat loss) புறக்கணித்தல் — பாலிஸ்டிரீன் கோப்பை வெப்பச் சோர்வைக் குறைக்கும் என்றாலும் வெப்பநிலை–நேர வளைவு திருத்தம் சிறந்தது.

📺 செயல்விளக்க வீடியோ

வெளி YouTube வழங்குநரிடமிருந்து.

← எல்லாச் செய்முறைகளும்