6.1 Bestemmelse av entalpiendringen for en oppløsningsreaksjon

Når et stoff løses i vann, blir det vanligvis avgitt eller tatt opp varme. Vi skal bestemme entalpiendringen i en prosess der ammoniumnitrat løses i vann. Det gjør vi ved å måle temperaturendringen når en bestemt masse av stoffet løses i et bestemt volum vann. Systemet må være isolert slik at det ikke skjer noen utveksling av varme med omgivelsene mens vi gjør forsøket.

For å varme opp 1 g vann 1 oC trengs 4,18 J (den spesifikke varmekapasiteten for vann er 4,18 J/g ∙ oC).

 

Problemstilling

Hva er entalpiendringen per mol ammoniumnitrat når stoffet løses i vann?

 

Utstyr

Fellesutstyr

  • NH4NO3(s), ammoniumnitrat
  • vekt, nøyaktighet 0,01 g 

Utstyr for gruppen

  • isoporbeger med lokk
  • målesylinder, 100 mL
  • termometer
  • veieskip

 

Fremgangsmåte og observasjoner

1) Mål opp 100,0 mL vann og hell det i isoporbegeret.

2) Vei opp ca. 3 g NH4NO3(s) og noter massen i gram med to desimaler.

3) Sett lokket på isoporbegeret og stikk termometeret gjennom lokket og ned i vannet. Mål temperaturen ved start og noter resultatet.

4) Tøm innveid ammoniumnitrat i vannet. Pass på at alt kommer med. Sett straks på lokket med termometeret. Beveg isoporbegeret forsiktig slik at stoffet løses og blir godt blandet. Følg med på termometeret og les av temperaturen ved slutt, når den ikke lenger endres.

 

Resultater og spørsmål

a) Regn ut

    – hvor mange grader temperaturen i vannet sank

    – hvor mye varme i joule som ble avgitt fra vannet da ammoniumnitrat
       løste seg. (Vi kjenner den spesifikke varmekapasiteten for vann.)

    – entalpiendringen per mol ammoniumnitrat

b) Diskuter hvilke feilkilder som finnes, og i hvilken retning de påvirker resultatet. Beskriv hvordan forsøket bør gjennomføres for at feilkildene skal få minst mulig innvirkning på resultatet.

 

Anvendelser og sammenhenger

c) Kjøleposer som anvendes for å redusere virkningen av idrettsskader, er basert på reaksjonen mellom ammoniumnitrat og vann. Gjør et overslag på hvor mye ammoniumnitrat det må være i en pose hvis den inneholder 200 mL vann, og temperaturen kan senkes fra 20 oC til 5 oC.

 

Risikovurdering

Egenskaper ved stoffene

NH4NO3(s): Kan forsterke brann; oksiderende. Gir alvorlig øyeirritasjon.

Spesielle tiltak

Må ikke blandes med brennbare stoffer. Bruk briller. Hvis du får noe på hendene, vasker du med såpe og vann.

Avfallshåndtering

Rester av NH4NO3(s) løses i vann og tømmes i vasken.