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Vidéo de question : Prédire comment l’utilisation d’un bécher en verre pour mesurer l'enthalpie de neutralisation affectera les résultats expérimentaux Chimie

Un étudiant monte une expérience qui utilise la calorimétrie pour mesurer la variation d’enthalpie d’une réaction de neutralisation. Il décide d’utiliser un bécher en verre plutôt qu'un gobelet en polystyrène. Comment cela affectera-t-il les résultats de l’expérience?

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Transcription de vidéo

Un étudiant monte une expérience qui utilise la calorimétrie pour mesurer la variation d’enthalpie d’une réaction de neutralisation. Il décide d’utiliser un bécher en verre plutôt qu'un gobelet en polystyrène. Comment cela affectera-t-il les résultats de l’expérience? (A) L’augmentation de la température entraînera des fissures dans le bécher en verre. (B) La variation de température sera plus faible, car davantage de chaleur sera libérée vers le milieu environnant par le bécher en verre. (C) La variation de température sera plus élevée, car le bécher en verre est un meilleur isolant que le gobelet en polystyrène. (D) Le bécher a une plus grande masse que le gobelet en polystyrène, de sorte que la quantité d’énergie thermique transférée sera plus grande. (E) La réaction sera plus rapide dans le bécher en verre, ce qui augmentera la vitesse de la variation de température.

Dans le cadre de cette question, nous voulons déterminer comment l’utilisation d’un bécher en verre pourrait affecter les résultats d’une expérience impliquant une variation d’enthalpie. Libérons un peu d’espace afin de discuter de cette expérience de façon plus détaillée.

La variation d’enthalpie représente la variation d’énergie dans un système lorsqu’un processus physique ou chimique a lieu. Lors de l’expérience de l’étudiant, la variation d’enthalpie d’une réaction chimique appelée neutralisation sera mesurée. Lorsqu’elles se produisent, les réactions chimiques peuvent absorber ou libérer une quantité nette d’énergie dans le milieu environnant. Lorsqu’un acide réagit avec une base, il est probable que de l’énergie soit libérée sous forme de chaleur dans le milieu environnant. En d’autres termes, les réactions de neutralisation sont généralement exothermiques.

Si nous voulons être capables de mesurer avec précision la quantité de chaleur dégagée par la solution au cours de la réaction, nous devons trouver un moyen d’empêcher la chaleur d'être libérée. Un calorimètre peut être utilisé pour mesurer l’énergie thermique transférée au cours d’un changement chimique ou physique. Un calorimètre simple utilise généralement un gobelet en polystyrène placé à l’intérieur d’un bécher agissant à titre de support et fermé avec un couvercle. La réaction est souvent agitée et un thermomètre est placé à travers le couvercle de sorte que sa pointe soit située sous la surface du mélange réactionnel. La valeur de la variation de température qui se produit au cours de la réaction est obtenue en soustrayant la valeur de la température initiale, soit avant que la réaction débute, de la température maximale atteinte.

Le polystyrène est un matériau isolant, ce qui signifie qu’il ne conduit pas très bien la chaleur. Il peut donc empêcher la chaleur dégagée par la réaction de neutralisation d'être libérée à l'extérieur du gobelet. Or, le verre n’est pas un aussi bon isolant que le polystyrène. Même en utilisant un couvercle, davantage de chaleur provenant de la solution sera libérée dans le milieu environnant à l’extérieur du bécher. Si ce dégagement de chaleur se produit, la température maximale atteinte au cours de la réaction sera plus basse. Par conséquent, la variation de température sera également inférieure.

Maintenant que nous comprenons mieux comment l’utilisation d’un bécher en verre affecte les résultats de cette expérience, examinons à nouveau nos choix de réponse. Puisque l’étudiant a décidé d’utiliser un bécher en verre, la variation de température sera plus faible, car davantage de chaleur sera libérée vers le milieu environnant par le bécher en verre. Par conséquent, la bonne réponse est le choix de réponse (B).

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