Med et kalorimeter kan du måle reaktionsenthalpier eller varmekapacitet ved hjælp af den endelige temperatur (Tf) af indholdet. Men hvad nu hvis du kender reaktionens entalpi af din reaktion og varmekapaciteten i de materialer, du bruger, og du vil forudsige, hvad Tf vil være i stedet? Du kan også gøre dette - og faktisk er denne form for problem et almindeligt spørgsmål om quizzer i kemiklasser.
Genlæse lektie- / quizspørgsmålet, og find ud af, hvilke oplysninger du kan udtrække af spørgsmålet. Du får sandsynligvis en reaktionsentalpi, kalorimeterkonstanten og varmekapaciteten for blandingen dannet af reaktionen i kalorimeteret sammen med starttemperaturerne.
Husk, at i et perfekt kalorimeter er den varme, der afgives ved reaktionen, lig med summen af varmen, der opnås med kalorimeteret, og varmen, der opnås ved dets indhold. Desuden når både kalorimeteret og dets indhold den samme endelige temperatur - Tf. Derfor kan du bruge disse oplysninger til at skrive følgende ligning: Reaktionsenthalpi = (varmekapacitet af indholdet) x (masse af indholdet) x (Ti - Tf) + (Kalorimeter konstant) x (Ti - Tf) hvor Ti er den indledende temperatur og Tf er den endelige temperatur. Bemærk, at du trækker Tfinal fra Tinitial og ikke omvendt. Det er fordi i kemi er reaktionsenthalpier negative, hvis reaktionen afgiver varme. Hvis du vil, kan du trække Ti fra Tf i stedet, så længe du husker at vende tegnet på dit svar, når du er færdig.
Del begge sider med ((varmekapacitet af indholdet) x (masse af indhold) + (kalorimeter konstant)) for at give følgende: Reaktionsenthalpi / ((varmekapacitet af indholdet) x (indhold af massen) + (kalorimeter konstant)) = Ti - Tf
Tilslut de tal, der er givet dig som en del af spørgsmålet, og brug dem til at beregne Tf. For eksempel, hvis reaktionsentalpi er -200 kJ, vil varmekapaciteten for blandingen dannet af reaktionen er 0,00418 kJ / gram Kelvin, den samlede masse af reaktionens produkter er 200 gram, kalorimeterkonstanten er 2 kJ / K, og den indledende temperatur er 25 C, hvad er Tf?
Svar: Skriv først din ligning ud: Tf = Ti - (Reaktionsentalpi / ((varmekapacitet af indholdet) x (indholdsmasse) + (kalorimeter konstant)))
Tilslut nu alle dine tal og løs: Tf = 25 grader - (-200 kJ / (0,00418 kJ / g K gange 200 g + 2 kJ / K)) Tf = 25 grader - (-200 kJ / 2,836 kJ / K ) Tf = 25 + 70,5 Tf = 95,5 grader C
Referencer
- "Kemiske principper: søgen efter indsigt"; Peter Atkins, et al.; 2008
- University of Florida Department of Chemistry: Calorimetry
Om forfatteren
John Brennan er baseret i San Diego og har skrevet om videnskab og miljø siden 2006. Hans artikler er vist i "Plenty", "San Diego Reader", "Santa Barbara Independent" og "East Bay Månedligt. "Brennan har en Bachelor of Science i biologi fra University of California, San Diego.