Avec un calorimètre, vous pouvez mesurer les enthalpies de réaction ou les capacités calorifiques en utilisant la température finale (Tf) du contenu. Mais que se passe-t-il si vous connaissez l'enthalpie de réaction de votre réaction et les capacités calorifiques des matériaux que vous utilisez et que vous souhaitez prédire ce que sera Tf à la place? Vous pouvez le faire aussi - et en fait, ce genre de problème est une question courante sur les quiz dans les cours de chimie.
Relisez la question du devoir/du quiz et déterminez les informations que vous pouvez extraire de la question. On vous donnera probablement une enthalpie de réaction, la constante du calorimètre et la capacité calorifique du mélange formé par la réaction dans le calorimètre, ainsi que les températures de départ.
Rappelez-vous que dans un calorimètre parfait, la chaleur dégagée par la réaction est égale à la somme de la chaleur gagnée par le calorimètre et de la chaleur gagnée par son contenu. De plus, le calorimètre et son contenu atteindront la même température finale - Tf. Par conséquent, vous pouvez utiliser ces informations pour écrire l'équation suivante: Enthalpie de réaction = (capacité calorifique du contenu) x (masse du contenu) x (Ti - Tf) + (constante calorimétrique) x (Ti - Tf) où Ti est la température initiale et Tf est la température finale Température. Notez que vous soustrayez Tfinal de Tinitial et non l'inverse. C'est parce qu'en chimie, les enthalpies de réaction sont négatives si la réaction dégage de la chaleur. Si vous le souhaitez, vous pouvez à la place soustraire Ti de Tf, tant que vous vous souvenez de retourner le signe sur votre réponse lorsque vous avez terminé.
Divisez les deux côtés par ( (capacité calorifique du contenu) x (masse du contenu) + (constante calorimétrique) ) pour obtenir le suivant: Enthalpie de réaction / ( (capacité calorifique du contenu) x (masse du contenu) + (constante calorimétrique) ) = Ti - Tf
Branchez les nombres qui vous ont été donnés dans le cadre de la question et utilisez-les pour calculer Tf. Par exemple, si l'enthalpie de réaction est de -200 kJ, la capacité calorifique du mélange formé par le réaction est de 0,00418 kJ/gramme Kelvin, la masse totale des produits de la réaction est de 200 grammes, la constante du calorimètre est de 2 kJ/K, et la température initiale est de 25 C, ce qui est Tf ?
Réponse: Tout d'abord, écrivez votre équation: Tf = Ti - ( Enthalpie de réaction / ( (capacité thermique du contenu) x (masse du contenu) + (constante du calorimètre) ) )
Maintenant, branchez tous vos nombres et résolvez: Tf = 25 degrés - (-200 kJ / (0,00418 kJ/g K fois 200 g + 2 kJ/K) ) Tf = 25 degrés - (-200 kJ / 2,836 kJ/K ) Tf = 25 + 70,5 Tf = 95,5 degrés C
Les références
- « Principes chimiques: la quête de la perspicacité »; Peter Atkins, et al.; 2008
- Département de chimie de l'Université de Floride: calorimétrie
A propos de l'auteur
Basé à San Diego, John Brennan écrit sur la science et l'environnement depuis 2006. Ses articles sont parus dans « Plenty », « San Diego Reader », « Santa Barbara Independent » et « East Bay Mensuel. » Brennan est titulaire d'un baccalauréat ès sciences en biologie de l'Université de Californie à San Diego.