HCl(aq) + NaOH(aq) –> NaCl(aq) + H2O(l) + Energy
熱化学では一定圧力での交換熱を決める、
q = m c △Tである。
限界反応物質を計算すると、反応が定圧の条件で行われたので、反応のエンタルピー変化ΔHrxnを求めることができる
ΔHrxn = qrxn / #限界反応物質のモル
この反応は発熱反応として分類されている。
このデモンストレーションは通常、熱化学や熱力学のトピックが議論されているときに行われます。 強酸であるHCl(aq)と強塩基であるNaOH(aq)の反応は発熱反応である。 熱量測定をテーマとしたほとんどのデモンストレーションの大きな考え方は、エネルギーは保存されるということです。
qlost+qgain = 0またはqreleased + qgain = 0
このデモは、水の形成（駆動力の1つ）が反応を自発性に駆り立てるように作用することも示しています。 これは、水酸化物イオンが塩基、ヒドロニウムイオンが酸として作用する中和反応である。
この実演をインタラクティブにする-アクティブラーニング
講師は実演を「フレーム化」して議論を誘導すること。 生徒が溶液の初期状態を観察し、実演の結果を観察した後、講師が生徒に答えを教える前に、この化学プロセスで何が熱を獲得し、何が熱を失うかを生徒に議論させることが重要である。 生徒には、何が熱を生み、何が熱を失うのかを特定するよう求めるべきです。一連のクリッカー質問を使用します。 “何が熱を得るか “を尋ねます。 “溶液が熱として放出する、あるいは獲得するエネルギーはどのくらいですか？” 「反応によってどれだけのエネルギーが熱として放出され、また獲得されるか？ “反応前の各溶液に存在する主要な種は何ですか？” “反応後の溶液に存在する種は何か？” “How is the heat manifested – what are the water molecules doing differently while the reaction occurs?”
Student difficulties with thermochemistry concepts
Student has difficulty distinguishing the term temperature and heat. 学生は、目に見えるバルク材料が化学反応ではないという考え方に困難を感じています。 化学反応には質量がなく、比熱もなく、温度も変わりません。 化学反応は、結合の切断と結合の形成から成り、これは位置エネルギーの一形態である。 このデモでは、化学反応によって熱が周囲に放出されます。 水と溶解した化学物質が熱を得る – 熱は、ほとんどが水である溶液に移動します。 得られた熱。 化学反応によって熱が周囲である溶液に移動すると、溶液の温度が上昇します。 反応によって生成される水分子は、溶液中の元の水分子と比べて高い運動エネルギーを持っています。 新しく生成された水分子は、元の水分子と衝突して、元の水分子の一部がより速く動くようになり、水分子の運動エネルギーが正味で増加します。
運動エネルギー = (1/2 mv2)average = (3/2) kT Tは温度、kはボルツマン定数
学生たちは、原子や分子の振動や運動を通じて熱が交換され、これが運動エネルギーの一形態であると理解するのは困難であった。
このデモに付随して、酸塩基反応の結果として新たに形成された水分子の急速な動きを描いたコンピュータ アニメーションがあります。
このデモに付随して、熱量測定コンピュータ シミュレーションがあります。
このデモに付随して、クラス内でのPOGIL的活動があります。
酸塩基中和熱量測定デモ、粒子レベルのコンピューター アニメーション、および化学式を示すことで、マクロ、ミクロ（粒子）、および記号レベルの表現（Alex Johnstoneの三角形）を結びつけることができ、熱化学に関連する概念のより深い理解につながります。
Calorimetry Computer Simulation
https://media.pearsoncmg.com/bc/bc_0media_chem/chem_sim/calorimetry/Calor.php
©2016 Greenbowe, Abraham, Gelder Chemistry Education Instructional Resources. オレゴン大学、オクラホマ州立大学、ピアソン
学習目標
デモを観察し、クラス内の活動を行った後、学生は
1ができるはずである。 与えられた熱量測定実験のシステムとその周辺を特定する。
2. 与えられた熱量測定実験において、何が熱を放出し、何が熱を獲得しているのかを特定する。 溶液の総質量、溶液の比熱、溶液の温度変化：q = m c ∆T
4. エネルギー保存の法則をカロリーメーター実験に適用し、qreaction + qsolution= 0
5.熱量測定実験において、溶液から得られる熱、または放出される熱を算出する。 熱量計の実験が定圧条件下で行われた場合、反応の∆Hを計算せよ。 溶液の初期温度と最終温度の測定値、または∆Hrxnの符号が与えられた場合、反応が吸熱的か発熱的かを特定せよ。 反応のエンタルピー変化、反応物の量、釣り合った化学方程式が与えられた場合、反応に交換された熱を計算せよ。