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Acid‐Base Neutraliza

Chemical Processes 

se types of cold packs u lize the chemical process of ammonium nitrate (NH4NO3 ) dissolving in water. The ammonium  nitrate needs  to absorb heat  from  the surrounding water  to dissolve, so  the overall  temperature of  the mixture de‐ creases as the reac on occurs.  

In contrast, energy is released in an exothermic process.  An example of an exothermic reac on is what occurs in com‐ mon hand warmers.  The increase in temperature is the result of the chemical reac on of rus ng iron:  

4 Fe(s) + 3 O2(g)  2 Fe2O3(s) + energy

Iron usually rusts fairly slowly so that any heat transfer  is not easily no ced.    In the case of hand warmers, common  table salt is added to iron filings as a catalyst to speed up the rate of the reac on.  Hand warmers also have a permea‐ ble plas c bag that regulates the flow of air into the bag, which allows just the right amount of oxygen  in so that the  desired temperature is maintained for a long period of  me.  Other ingredients that are found in hand warmers include  a cellulose filler, carbon to disperse the heat, and vermiculite to insulate and retain the heat.  

Enthalpy is a quan ty of energy contained in a chemical process.  In the cases we will be dealing with, the energy re‐ leased or absorbed  in a  reac on  is  in  the  form of heat. Enthalpy by  itself does not have an absolute quan ty, but  changes in enthalpy can be observed and recorded. For example, if you s ck your finger into a glass of cold tap water,  it probably feels pre y cold. However, a er being outside on a freezing winter day for a long period of  me, the same  glass of water might actually feel warm to touch. It would be difficult to measure the absolute quan ty of energy in the  water in either case, but it is rela vely easy to no ce the movement of energy from one object to another. In exother‐ mic reac ons, heat energy is released and the change in enthalpy is nega ve, while in endothermic reac ons, energy is  absorbed and the change in enthalpy is posi ve.  

Pre‐lab Ques ons 

1.  Define enthalpy: 

2.  What is the rela onship between the enthalpy of a reac on and  its classifica on as endothermic or exo‐ thermic? 

3.  With  instant hot compresses, calcium chloride dissolves  in water and the temperature of the mixture  in‐ creases. Is this an endothermic or exothermic process? 

Note: the energy term on the right side shows that the reac on is exothermic, but is not required