С калориметър можете да измервате енталпиите на реакцията или топлинния капацитет, като използвате крайната температура (Tf) на съдържанието. Но какво, ако знаете реакционната енталпия на вашата реакция и топлинния капацитет на използваните от вас материали и вместо това искате да предскажете какъв ще бъде Tf? Можете да направите и това - и всъщност този вид проблем е често срещан въпрос при тестовете в часовете по химия.
Препрочетете въпроса за домашното / теста и определете каква информация можете да извлечете от въпроса. Вероятно ще ви бъде дадена реакционна енталпия, калориметрова константа и топлинната способност на сместа, образувана от реакцията в калориметъра, заедно с началните температури.
Не забравяйте, че в перфектния калориметър топлината, отделяна от реакцията, е равна на сумата от топлината, получена от калориметъра, и топлината, получена от съдържанието му. Освен това и калориметърът, и съдържанието му ще достигнат една и съща крайна температура - Tf. Следователно можете да използвате тази информация, за да напишете следното уравнение: Енталпия на реакцията = (топлинен капацитет на съдържанието) x (маса на съдържанието) x (Ti - Tf) + (константа на калориметъра) x (Ti - Tf), където Ti е началната температура, а Tf е крайната температура. Забележете, че изваждате Tfinal от Tinitial, а не обратното. Това е така, защото в химията реакционните енталпии са отрицателни, ако реакцията отделя топлина. Ако искате, можете вместо това да извадите Ti от Tf, стига да помните да обърнете знака на отговора си, когато сте готови.
Разделете двете страни на ((топлинен капацитет на съдържанието) x (маса на съдържанието) + (калориметрова константа)), за да се получи следното: Енталпия на реакцията / ((топлинен капацитет на съдържанието) x (маса на съдържанието) + (константа на калориметъра)) = Ti - Tf
Включете числата, дадени ви като част от въпроса, и ги използвайте за изчисляване на Tf. Например, ако реакционната енталпия е -200 kJ, топлинният капацитет на сместа, образувана от реакцията е 0,00418 kJ / грам Келвин, общата маса на продуктите от реакцията е 200 грама, калориметричната константа е 2 kJ / K и началната температура е 25 C, каквато е Tf?
Отговор: Първо напишете вашето уравнение: Tf = Ti - (Енталпия на реакцията / ((топлинен капацитет на съдържанието) x (маса на съдържанието) + (калориметрична константа)))
Сега включете всичките си числа и решете: Tf = 25 градуса - (-200 kJ / (0,00418 kJ / g K по 200 g + 2 kJ / K)) Tf = 25 градуса - (-200 kJ / 2,836 kJ / K ) Tf = 25 + 70,5 Tf = 95,5 градуса С
Препратки
- „Химически принципи: търсенето на прозрение“; Питър Аткинс и др.; 2008
- Химически департамент на Университета във Флорида: Калориметрия
за автора
Базиран в Сан Диего, Джон Бренан пише за науката и околната среда от 2006 г. Статиите му са се появявали в „Изобилие“, „Читалня в Сан Диего“, „Санта Барбара Индипендънт“ и „Източен залив Ежемесечно. "Бренан е бакалавър по биология от Калифорнийския университет в Сан Диего.