Con un calorímetro, puede medir las entalpías de reacción o las capacidades caloríficas utilizando la temperatura final (Tf) del contenido. Pero, ¿qué pasa si conoce la entalpía de reacción de su reacción y las capacidades caloríficas de los materiales que está utilizando y desea predecir qué será Tf en su lugar? También puede hacer esto y, de hecho, este tipo de problema es una pregunta común en los cuestionarios en las clases de química.
Vuelva a leer la pregunta de tarea / cuestionario y determine qué información puede extraer de la pregunta. Probablemente se le dará una entalpía de reacción, la constante del calorímetro y la capacidad calorífica de la mezcla formada por la reacción en el calorímetro, junto con las temperaturas iniciales.
Recuerde que en un calorímetro perfecto, el calor que desprende la reacción es igual a la suma del calor ganado por el calorímetro y el calor ganado por su contenido. Además, tanto el calorímetro como su contenido alcanzarán la misma temperatura final: Tf. En consecuencia, puede utilizar esta información para escribir la siguiente ecuación: Entalpía de reacción = (capacidad calorífica del contenido) x (masa del contenido) x (Ti - Tf) + (constante calorimétrica) x (Ti - Tf) donde Ti es la temperatura inicial y Tf es la final temperatura. Observe que está restando Tfinal de Tinitial y no al revés. Eso es porque en química, las entalpías de reacción son negativas si la reacción emite calor. Si lo desea, puede restar Ti de Tf, siempre que recuerde girar el signo de su respuesta cuando haya terminado.
Divida ambos lados por ((capacidad calorífica del contenido) x (masa del contenido) + (constante del calorímetro)) para obtener el siguiente: Entalpía de reacción / ((capacidad calorífica del contenido) x (masa del contenido) + (constante calorimétrica)) = Ti - Tf
Ingrese los números que se le dieron como parte de la pregunta y utilícelos para calcular Tf. Por ejemplo, si la entalpía de reacción es -200 kJ, la capacidad calorífica de la mezcla formada por el reacción es 0.00418 kJ / gramo Kelvin, la masa total de los productos de la reacción es 200 gramos, la constante del calorímetro es 2 kJ / K, y la temperatura inicial es 25 C, lo que es Tf?
Respuesta: Primero, escriba su ecuación: Tf = Ti - (Entalpía de reacción / ((capacidad calorífica del contenido) x (masa del contenido) + (Constante del calorímetro)))
Ahora, inserte todos sus números y resuelva: Tf = 25 grados - (-200 kJ / (0.00418 kJ / g K multiplicado por 200 g + 2 kJ / K)) Tf = 25 grados - (-200 kJ / 2.836 kJ / K ) Tf = 25 + 70.5 Tf = 95.5 grados C
Referencias
- "Principios químicos: la búsqueda de conocimientos"; Peter Atkins y col.; 2008
- Departamento de Química de la Universidad de Florida: Calorimetría
Sobre el Autor
John Brennan, con sede en San Diego, ha estado escribiendo sobre ciencia y medio ambiente desde 2006. Sus artículos han aparecido en "Plenty", "San Diego Reader", "Santa Barbara Independent" y "East Bay Mensualmente ". Brennan tiene una licenciatura en biología de la Universidad de California, San Diego.