Rapport de TP de Chinie

Enthalpie Molaire d'une r6action de

neutralisation

Nom et pr6nom:

Numdro du candidat:

Collaborateurs:

Thimes: Energdtique, acides et bases.

Date du TP:

Critires 6valu6s: RTD, CE.

Nom de I'enseignant : M. Joel Ekne D. Mensah

Introduction:

Une rdaction de neutralisation est une rdaction entre un acide et une base. L'objectif que je

devais atteindre aprds la r6alisation de ce travail pratique 6tait de ddterminer I'enthalpie molaire

de la rdaction de neutralisation suivante :

NaOH 1a4 + HCI (aq) -----.-.---_-> NaCl luqy +HzO

11l

Liste de mat6riel et des produits:

- 1 balance dlectrique + 0,01 g.

- 2bdchers de 250 mL.

* Une blouse de laboratoire.

- 2 Thermomdtres numdriques + 1,0 oC.

- 2 Eprouvettes gradudes de 50 mL + 1,0 mL.

=300 mL d'acide chlorhydrique 0,25 mol.dm-3 (HCl).

ev300 mL d'hydroxyde de sodium 0,25 mol.dm-3 6NaOU1.

Protocole exp6rimental :

- Remplir une dprouvette gradude de 50 mL +1,0 mL avec 50 mL d'acide chlorhydrique (HCD.

- Remplir une deuxidme dprouvette gradu6e de 50 mL t 1,0 mL avec 50 mL d'hydroxyde de

sodium (NaOH).

- Prendre la temp6rature des deux solutions sdpardment en utilisant le thermomdtre num6rique et

calculer leur moyenne.

- Verser I'une des deux solutions dans le b6cher de 250 mL puis rapidement verser la deuxidme

solution.

- Insdrer le thermomdtre numdrique dans le bdcher, et remuer pour bien faire le m6lange, jusqu'd

ce que la temp6rature cofilmence d diminuer et ensuite noter la temp6rature maximale atteinte par

le m6lange.

- Refaire le m6me protocole six fois pour recueillir les donndes suivantes.

Recueil des donn6es brutes :

Donn6s quantitatifs:

VNuoH= 50,0 mL *l,0ml, et VHgl:50,0 ml;tl,O mL 6tant des constantes pourtous les essais.

Concernant I'incertitude du volume de HCI(aq) et NaOH(aq), elle est de +1,0 mL qui est

l'incertitude not6 sur l'6prouvette. Concernant celle des valeurs de la tempdrature, elle est de

*1,0 oC c'est I'erreur systematique du thermomdtre numdrique et pour la variation de la

tempdrature du m6lange, elle de * 2,0oC comme on a calcul6 une variation il faut ajouter leur

incertitudes.

I 23,5 23,0 zJ)J 24,7 1,5

2 23,2 25,0 24,1 25,4 1,7

J 23,6 23,2 23,4 24,9 1,5

4 22,9 23,3 23,1 24,9 1,8

5 23,2 25,0 24,1 25,0 1,6

6 23,5 23,1 23,3 25,0 1,7

Moyenne 23,4 23,2 233 24,9 l'6

Essai 1 101,93 200,22 98,29

Essai 2 101,93 200,55 98,62

Essai 3 101,93 200,75 98,92

Essai 4 101,93 241,04 99,11

Essai 5 101,93 200,22 98,29

Essai 6 101,93 20a,76 98,83

Moyenne 101,93 200,59 98,66

Concemant I'incertifude de mes donndes, j'estime une incertitude de *0,01 gftrnme pour celles

des masses qui est I'erreur systdmatique de la balance dlectrique utilis6e.

Donn6es qualitatives:

On remarque aprds qu'on a fait le mdlange, que sa tempdrature augmente d travers le

thermomdtre et en touchant le bdcher avec la main que le b6cher est ldgdrement chaud.

Traitement des donn6es :

Comme la temp6rature du produit augmente donc cette rdaction est exothermique donc sa

variation d'enthalpie sera n6gative.

AH: - L Au"" g = mc a,T : mlamasse du m6lange en gramme, c la chaleur massique de l'eaun

6gale d 4,18(Jg-lK-l;, AI =Tr -7, et nlenombre de mole du r6actif limitant, s'il existe, sinon ilfaut prendre le nombre de moles de I'un des r6actifs.

Comme on a fait plusieurs essais nous allons utiliser les valeurs moyennes qui sont dans les

tableaux.

PtemiQrene* "o* utt s O:

Q =mcL,T avee m =98,66 g,c=4,18Jg-tK-let AI =24,9-23,3=1,6

+Q = 98,66'4,18'1,6

-+ lD =?eol-l

Deuxidmement nous allons calculer la valeur de n:

NaOH (ad + HCI (aq) € NaCl lug +H2O 6y

oNuoryrcr = c.v avec c la concentration de I'un des rdactifs et v son volume.

flrronqcl =0,25.0,05nNuosnrcr =0,0125 mol

+A,H =- f6a0,0125

> AH = -52800J

AH = -52, 800kJmol-r + 68, 64kJmol-r

Concernant I'incertifude de LH z

^ (^H ) =( M_ *a (ar ) * 41']" r ooLH (ln LT n)

A(AH) =(L^ *LT, *Lr, *Al*Al)xrooLH \m LT c v )

A(AH) =(

o'o' *2,0 +0+0,001'lxr00= rzTyo=r30ohLH \98,66 1,6 0,05 )

^(^H, = l%*l = oto", = l*#*t)l = 6s,o+'-or-,

A(AH)=x68,64kJmol-1

On remarque que le pourcentage d'incertitude de la variation tempdrature est la plus grande

^@.) =( tr, *^r, '.|,.100=[1q)"100=

tzs%source d'erreurt -oz ( lr ) \r,6 )

D'aprds nos recherchesl la valeur de I'enthalpie molaire de la r6action de neutralisation de

l'acide chlorhydrique (HCl) et de I'hydroxyde de sodium (NaOH) est -55,9 frJ.mol-r.

Pourcentage d'erreur =molaire - enthalpie molaire th6oriq

x100enthalpie molaire thdorique

Pourcentage d'erreur = [g**-1"ooPourcentage d' erreur = 7,9 40

t t. gntERB, <<Travaw Pratiques De Chimie >, Date consultation: 12/06/2011. Disponible sur le World Wide

Web :http://denartements.univreunion.frlchimie/briere/SlTE NEUF/L3 CHIM36I_TP/MINE_ORGA_07_08WEB.gdf

Conclusion :

Aprds qu'on a fait ce travail pratique, j'ai pu atteindre mon objectif qui 6tait de d6terminer

I'enthalpie molaire de la rdaction de neutralisation de l'hydroxyde de sodium par I'acide

chlorhydrique qu'on a pu ddterminer (AH = -52,80 x. 68,64 kJ.mol-l) avec un pourcentage

d'erreur de 1,94o/oen utilisant la formule AH: - L. L'"xpdrience a 6t6 rdussite et le protocole an

6t6 bien appliqud, on remarque cela d'aprds le petit pourcentage d'erreur qu'on a trouvd par

rapport d la valeur thdorique qui est de 55,9 /rJ.mol-l.

Evaluation de la proc6dure:

Causes d'erreurs et incertitude:

On remarque que la valeur du pourcentage d'incertitude de LH qui est dgale i 130% est

beaucoup plus grande que le pourcentage d'erreur = l,94Yo. Ainsi les erreurs exp€rimentales

pourraient largement expliquer cette diff6rence entre la valeur thdorique et la valeur

expdrimentale. Il y a n6anmoins aussi des erreurs systdmatiques importants comme :

- De la chaleur a 6te ddgagde au milieu extdrieur ci qui a affect6la valeur de la tempdrature

finale.

- Il est 6galement supposd que le mdlange aurait la m€me la capacitf thermique que celle de I'eau

ce qui n'est pas vrai parce qu'on n'a pas pu calculer la capacitd thermique du m€lange. Ainsi cela

pourrait affecter les valeurs obtenues.

Pour les erreurs expdrimentales :

On remarque aussi que la valeur U" olf ) qui reprdsente le pourcentage d'erreur de de la

AT

variation de la temp6rature est la plus grande source d'erreur avec l25Yo ce qui est caus6 par

I'erreur syst6matique du thermomdtre utilisd qui est de 1 oC.

- Les probldmes d'€quipement et d'autres sources d'erreur in6vitables ont servi i provoquer cette

elreur pour chaque partie de I'exp6rience.

- Depuis que les r6actions ont 6t6 rapides,

aprds un des essais 6tait terminde et donc

fois.

il est possible que le thermomdtre a 6td insdr6e juste

la tempdrature finale a 6td affectd pour la deuxidme

thermomdtre plus prdcis pour diminuer le pourcentage l(Ar) et par

Am6lioration de la recherche:

Je pense que pour am6liorer ce travail pratique, il faudrait :

- effectuer I'exp6rience dans un systdme isol6 en utilisant un calorimdtre afin de mesurer les

dchanges de chaleur, minimiser la perte de chaleur et mieux enqu6ter la tempdrature du m6lange

d I'aide du thermomdtre du calorimdtre.

- trouvez un moyen expdrimental pour calculer la chaleur massique du m6lange au lieu d'utiliser

celle de l'eau. (6galit6 des Q"uu et Q-eme")

- refaire l'expdrience afin de rdduire l'incertitude des rdsultats en variant la quantitd de r6actifs et

surtout leurs concentrations. Puisque les concentrations utilisdes durant l'expdrience 6tait trds

petite la valeur de AI 6td petite et par consdquence la valeur O" Ug ) . Alors il faut augmenter

AT

les concentrations des rdactifs pour augmenter la valeur dea(lr )

AT et minimiser la valeur de ' 'AT

- de m€me utiliser un

^(^z )consequent Lr