Practicum: Energieberekeningen – calorimetrie – Scheikunde Klas 4 HAVO

In dit practicum voor klas 4 HAVO bepaal je de reactie-enthalpie van twee processen calorimetrisch: neutralisatie (HCl + NaOH) en het oplossen van ammoniumnitraat. Je berekent ΔH via q = m × c_w × ΔT.

Leerdoel

Na dit practicum kun je reactie-enthalpie bepalen via q = m × c_w × ΔT, ΔH per mol berekenen, het verschil uitleggen tussen exotherme en endotherme reacties, en de wet van Hess beschrijven.

Cursusniveau en vakgebied

Niveau: HAVO klas 4 | Vak: Scheikunde | Domein: C6 Energieberekeningen | Enthalpie, calorimetrie, exotherm, endotherm, wet van Hess, oplossings-enthalpie

Benodigdheden

• Polystyreen calorimeter (bekerglas in isolatiedoos)
• Thermometer (0,1°C nauwkeurig), roerder
• HCl (1,00 mol/L, 50 mL) en NaOH (1,00 mol/L, 50 mL)
• Ammoniumnitraat NH₄NO₃ (vast, 2,00 g)
• Gedestilleerd water (50 mL), analytische balans

Achtergrondinformatie

q = m × c_w × ΔT (c_w = 4,18 J/(g·K)). ΔH_r = −q / n (negatief voor exotherme reactie gemeten in calorimeter). Neutralisatie: HCl + NaOH → NaCl + H₂O; ΔH° = −57,3 kJ/mol. Oplossing NH₄NO₃: NH₄NO₃ → NH₄⁺ + NO₃⁻; ΔH°_opl = +25,7 kJ/mol (endotherm; basis van koelpakketten).

Werkwijze

Proef A – Neutralisatie-enthalpie

1. Giet 50,0 mL HCl in de calorimeter. Meet T₀(HCl). Meet T₀(NaOH) apart. Bereken T₀(gemiddeld).
2. Voeg NaOH snel toe. Roer. Noteer T_max. Bereken ΔT.

Proef B – Oplos-enthalpie NH₄NO₃

1. Giet 50,0 mL water in calorimeter. Meet T₀.
2. Voeg 2,00 g NH₄NO₃ toe. Roer tot opgelost. Noteer T_eind. Bereken ΔT.

Meettabel

Verwerkingsvragen

1. ΔT = +6,8 K bij neutralisatie (100 g oplossing). Bereken q en ΔH per mol. (n = c × V = 1,00 × 0,0500 = 0,0500 mol)
2. NH₄NO₃ lost op met ΔT = −3,2 K (52,0 g oplossing totaal). Bereken ΔH per mol. (n = 2,00/80,0 = 0,0250 mol; M(NH₄NO₃) = 80,0 g/mol)
3. Waarom wordt NH₄NO₃ in koelpakketten gebruikt? Verklaar vanuit ΔH.

Uitwerking

V1: q = 100 × 4,18 × 6,8 = 2842 J. ΔH = −2842 / 0,0500 = −56 840 J/mol = −56,8 kJ/mol (≈ standaard −57,3 kJ/mol ✓).

V2: q = 52,0 × 4,18 × (−3,2) = −694 J. ΔH = −(−694) / 0,0250 = +27 760 J/mol ≈ +27,8 kJ/mol (endotherm; tabel +25,7 kJ/mol).

V3: ΔH_opl > 0 (endotherm): het oplossen van NH₄NO₃ onttrekt warmte aan de omgeving (water in het koelpakket koelt af). Door schudden start de oplossing; de temperatuur kan dalen tot ≈ 0°C. Geschikt voor het afkoelen van een blessure zonder externe koelinstallatie.

Benodigde laboratoriumapparatuur van Labvakhandel

Labvakhandel levert polystyreen calorimeters, nauwkeurige thermometers en chemicaliënsets voor enthalpiebepalingspraktika in het voortgezet scheikundeonderwijs.

Bekijk het assortiment of neem contact op voor advies.

Meer practicumopdrachten

Ontdek alle practica in de Labvakhandel kennisbank — voor biologie, scheikunde en natuurkunde.