Nötralleşme Isısı

Kuttevli asit ve bazların nötralleşme tepkimesinde açığa çıkan enerji kahve fincanı kalorimetresi yardımıyla belirlenebilir. Su ortamında gerçekleştirilen kimyasal tepkimelerde açığa çıkan enerjinin bir kısmı kalorimetre tarafından absorplanmaktadır. Dolayısıyla tepkime ısısının belirlendiği çalışmalarda kalorimetre tarafından absorplanan ısı miktarı öncelikle belirlenmelidir. Bunun için yapılacak işlem

1. Kalorimetre belirli bir hacimde soğuk su ile doldurularak sıcaklık kaydedilir (t₁)
2. Soğuk su bulunan kalorimetreye belirli bir sıcaklık (t₂) ve hacimde sıcak su eklenerek hızlıca karıştırılır ve sistem dengeye geldiği andaki son sıcaklık kaydedilir (t₃).

Isı sıcak maddeden soğuk maddeye akacak olup ideal koşullarda soğuk maddenin aldığı ve sıcak maddenin verdiği ısı eşit olmalıdır. Ayrıca kalorimetrenin kendisi de bir miktar enerjiyi absorplayacağından 

q_alınan + q_verilen + q_kalorimetre=0 

olacaktır. Kalorimetre tarafından absorplanan bu enerjiye kalorimetrenin ısı kapasitesi ile ifade edilir. Bir sistemin sahip olduğu ısı

formülü ile hesaplanabilmektedir. Burada q sistemin ısı enerjisini, m sistemin kütlesini, c özgül ısı ve ΔT sistemin son ve ilk sıcaklıkları arasındaki farkı ifade eder.

Deneyi basamaklar halinde inceleyecek olursak;

1. Oda sıcaklığında termal dengeye gelmiş 50 ml su bir mezür yardımıyla strafor kahve fincanı kalorimetresine aktarılır.
2. Kalorimetre içerisine bir termometre yerleştirilerek suyun sıcaklığı kaydedilir (t₁). 
3. Bir behere yaklaşık 75 mL saf su koyularak ısıtılır. 
4. Sıcak su ısıtıcının üzerinden alınır ve bir süre karıştırıldıktan sonra 50 mL su bir mezür yardımıyla bir strafor kahve fincanına aktarılır.
5. Kahve fincanına bir termometre yerleştirilerek bir dakika kadar beklenir ve bu sürenin sonunda sıcak suyun sıcaklığı kaydedilir (t₂). 
6. İçerisinde 50 mL su bulunan kalorimetreye 50 mL sıcak su aktarılır ve karıştrılırmaya başlanır. Bu sırada sürekli sıcaklık okuması yapılır ve en yüksek sıcaklık kaydedilir (t₃). 

Yukarıdaki işlem basamakları takip edilerek laboratuvarımızda gerçekleştirdiğimiz bir deneyde, bir kahve fincanı kalorimetresine 19 °C (t₁) sıcaklıkta 50 mL su konulmuş ardından kalorimetreye 50 °C (t₂) sıcaklıkta 50 mL su eklenerek son sıcaklığın 33 °C (t₃) olduğu belirlenmiştir. Kalorimetrenin ısı kapasitesini hesaplayınız. 

Daha sonra kahve fincanı kalorimetresine 50 mL 1 M HCl konularak sıcaklığı 22,5 °C olarak kaydediliyor. Ardından kalorimetreye 22,5 °C sıcaklıkta 50 mL 1 M NaOH çözeltisi ekleniyor ve kalorimetre içeriği bir süre karıştırılıyor. Kalorimetrede meydana gelen sıcaklık değişimi takip ediliyor ve ulaşılan en yüksek sıcaklık 28,9 °C olarak kaydediliyor. Nötralleşme tepkimesinin ısı değişimini hesaplayınız.