反饋

中和熱

中和熱，在稀溶液中，強酸跟強鹼發生中和反應生成1 mol液態水時所釋放的熱量。^[1] 一元強酸與強鹼的中和熱約為57.3kJ·mol^－1，與酸鹼種類無關，因為這實際上是1molH+與1molOH-反應生成1molH2O的反應熱。弱酸、弱鹼以及多元酸鹼的中和熱，因有電離熱的影響，不是定值。

中文名: 中和熱
外文名: neutralization heat

術語類型: 化學反應術語
發生條件: 酸鹼發生反應

中和熱實例

發生中和反應時，由於所用的酸和鹼有強弱不同，又有一元、二元或多元之分，因而中和熱各不相同。

一元強酸跟一元強鹼的中和熱

一元強酸跟一元強鹼中和時，中和熱為57.3 kJ/mol。

一元弱酸跟一元強鹼的中和熱

如果有一元弱酸或弱鹼參加中和反應，其中和熱所放出熱量一般都低於57.3 kJ/mol，也有個別高於57.3 kJ/mol的。這主要取決於弱酸或弱鹼電離時吸熱還是放熱。

一般地説，弱酸或弱鹼的電離是吸熱的，因此，中和反應所放出的熱量還要扣除電離時吸收的那部分熱量，中和熱也就低於57.3 kJ/mol。例如，1 mol CH3COOH跟1 mol NaOH溶液反應時，中和熱是56.0 kJ/mol。

有的弱電解質電離時是放熱的。例如，1 mol氫氟酸電離時放出10.4 kJ/mol熱量。當它跟1 mol NaOH溶液反應時，中和熱是67.7 kJ/mol。

二元酸跟一元強鹼的中和熱

中和熱

二元酸的電離是分兩步進行的，兩個H+的中和熱各不相同。中和第一個H+的中和熱，等於57.3 kJ/mol減去二元酸電離出第一個H+所吸收的熱量ΔH1；中和第二個H+的中和熱，等於57.3 kJ/mol減去二元酸電離出第二個H+所吸收的熱量ΔH2。因此，二元酸跟一元強鹼的中和熱ΔH可用下式表示：

ΔH=-〔2×57.3 kJ/mol－（ΔH1+ΔH2）〕

多元酸跟一元強鹼的中和熱

三元酸跟一元強鹼的中和熱為ΔH，三元酸裏的三個H+電離時所吸收的熱量依次是ΔH1、ΔH2、ΔH3，則得：ΔH=-〔3×57.3 kJ/mol－（ΔH1+ΔH2+ΔH3）〕

中和熱測定

中和熱步驟

在大燒杯底部墊泡沫塑料（或碎紙屑），使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然後再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個小孔，正好使温度計和環形玻璃攪拌棒通過，如下圖所示。
2.用一個量筒量取50 mL 0.50 mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，並用温度計測量鹽酸的温度，記入下表。然後把温度計上的酸用水沖洗乾淨。
用另一個量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，並用温度計測量NaOH溶液的温度，記入下表。
把温度計和環形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，並把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯（注意不要灑到外面）。用環形玻璃攪拌棒輕輕攪動溶液，並準確讀取混合溶液的最高温度，記為終止温度，記入下表。
重複實驗兩次，取測量所得數據的平均值作為計算依據。

實驗裝置

中和熱起始温度

關於量HCl和NaOH溶液的起始温度“t1/℃”

①不能以空氣的温度去代替酸鹼溶液的温度;也不能以水的温度去代替酸鹼溶液的温度，因為空氣、水和溶液(這裏是酸鹼)的温度是有差別的，會明顯影響實驗結果。

②為了使NaOH和HCl溶液的温度穩定，最好是把配成的溶液過夜後使用。

中和熱

③最好不求HCl和NaOH兩種溶液温度的平均值。兩者的温度懸殊差別越大，實驗結果越是失去意義，最好是兩種溶液的温度相同。辦法是:用手握住燒杯使温度低的溶液略有升高，或用自來水使温度高的溶液略微降温，以達到兩種溶液温度相同的目的。

讀者注意，中和熱的測定最好在20℃左右的環境温度條件下進行，不宜低於10℃以下，否則低温環境容易散熱，會使中和熱的測定值明顯偏低。

④為什麼採用環形玻璃棒攪拌混合液，可不可以用普通玻璃棒?能不能用振盪的方法混勻溶液?

環形玻璃棒的優點在於:上下移動攪拌的面積大、範圍廣(切不可把環形玻璃棒移出混合液的液麪!)，混合均勻，普通玻璃棒顯然不具有這種優點。

至於振盪混合液，一定會有部分混合液附着在燒杯壁，這樣散失的熱量會使中和熱的測定值偏低。

⑤強酸與弱鹼，強鹼與弱酸的中和反應熱值如何估計?

鑑於弱酸、弱鹼在水溶液中只能部分電離，因此，當強酸與弱鹼、強鹼與弱酸發生中和反應時同時還有弱鹼和弱酸的不斷電離(吸收熱量，即電離熱)。

所以，總的熱效應比強酸強鹼中和時的熱效應值(57.3KJ/mol)要小一些。

值得注意的是，有少數弱電解質(如氫氟酸)電離時會放熱，它與NaOH的中和熱會大於57.3KJ/mol(實為67.7KJ/mol)。

⑥酸鹼的濃度該有個什麼大小範圍?太大、太小對測定值會有什麼影響?

如果強酸強鹼溶液的濃度太大，混合時由於體積增大，離子繼續擴散水合產生熱效應。離子的水合熱大於擴散熱，使總過程放熱，使得測得的熱值偏高。但是酸鹼溶液的濃度也不可太小，否則中和反應放出的熱太少，温度變化不大，不易測出。經驗指出，測定中和熱的酸鹼的濃度大小範圍以在0.10mol·L～1.0mol·L之間為宜。

⑦本測定有許多難以克服的概略因素:反應容器(燒杯、環形玻璃棒攪拌器)要吸收一些熱量，反應混合液的空間要散失一些熱量，以及量取溶液體積、温度計讀數以及温度計的精確度等都會產生一些誤差，所以本測定只能是近似測定強酸強鹼的中和熱值。

中和熱注意事項

選擇合適濃度的酸溶液和鹼溶液進行反應，一般使一種反應物稍過量,通常用0 . 5 0mo l /L的HCl 溶液和0.55mol/L的NaOH溶液，等體積混合，使酸完全反應。選擇合適的酸和鹼，考慮到濃硫酸遇水放熱，而弱酸、弱鹼電離時要吸熱，以防止其他因素的影響，常以0.50mol/L的HCl溶液和0.55mol/L的NaOH溶液進行實驗。^[2]

測定要準確，記錄温度要及時，中和熱是通過測定温度的變化來計算的，要知道每一階段溶液的準確温度，需做好温度數據的記錄。

注意儀器使用，在測定鹽酸溶液的温度後，要用水洗淨温度計上的少量酸液，帶入到鹼溶液中會由於反應放熱而影響到鹼溶液温度的變化，還應選用兩支不同的吸量管分別量取鹽酸與氫氧化鈉溶液。

注意保温,温度的變化對實驗結果會造成較大的誤差，測量必須在相對隔熱的裝置中進行，保證裝置的隔熱效果，在測量温度時，應該選取混合液的最高温度作為測定值。

參考資料