A kaloriméterrel megmérheti a reakció entalpiait vagy hőteljesítményét a tartalom végső hőmérsékletének (Tf) felhasználásával. De mi van akkor, ha ismeri reakciója reakció entalpiáját és az alkalmazott anyagok hőkapacitásait, és meg akarja jósolni, hogy mi lesz Tf helyette? Megteheti ezt is - és valójában ez a fajta probléma gyakori kérdés a kémiaórák vetélkedőin.
Olvassa el újra a házi / vetélkedő kérdést, és határozza meg, hogy milyen információkat vonhat ki a kérdésből. Valószínűleg megkapja a reakció entalpiáját, a kaloriméter-állandót és a kaloriméteres reakció során képződött keverék hőteljesítményét, a kiindulási hőmérsékletekkel együtt.
Ne feledje, hogy tökéletes kaloriméterben a reakció által leadott hő megegyezik a kaloriméter által nyert hő és a tartalma által nyert hő összegével. Sőt, a kaloriméter és annak tartalma is ugyanazt a végső hőmérsékletet éri el - Tf. Következésképpen ezeket az információkat felhasználhatja a következő egyenlet megírására: Reakció entalpia = (a tartalom hőkapacitása) x (a tartalom tömege) x (Ti - Tf) + (kaloriméter állandó) x (Ti - Tf) ahol Ti a kezdeti hőmérséklet és Tf a végső hőfok. Figyelje meg, hogy a Tfinalt kivonja a Tinitial-ból, és nem fordítva. Ennek oka, hogy a kémia területén a reakcióentalpia negatív, ha a reakció hőt ad le. Ha akarja, kivonhatja a Ti-t a Tf-ből, mindaddig, amíg emlékszik, hogy a befejezéskor felfordítsa a válasz jelét.
Oszd meg mindkét oldalt ((a tartalom hőkapacitása) x (a tartalom tömege) + (a kaloriméter állandója)), hogy megkapjuk a a következő: Reakció entalpia / ((a tartalom hőkapacitása) x (a tartalom tömege) + (kaloriméter állandó)) = Ti - Tf
Csatlakoztassa a kérdés részeként megadott számokat, és használja őket a Tf kiszámításához. Például, ha a reakció entalpia -200 kJ, akkor a keverék hőkapacitása az A reakció 0,00418 kJ / gramm Kelvin, a reakció termékeinek össztömege 200 gramm, a kaloriméter-állandó 2 kJ / K, a kezdeti hőmérséklet pedig 25 C, Tf?
Válasz: Először írja ki az egyenletét: Tf = Ti - (Reakció entalpia / ((a tartalom hőteljesítménye) x (a tartalom tömege) + (kaloriméter állandó)))
Csatlakoztassa az összes számot, és oldja meg: Tf = 25 fok - (-200 kJ / (0,00418 kJ / g K-szor 200 g + 2 kJ / K)) Tf = 25 fok - (-200 kJ / 2,836 kJ / K ) Tf = 25 + 70,5 Tf = 95,5 C fok
Hivatkozások
- "Kémiai alapelvek: A betekintés keresése"; Peter Atkins és munkatársai; 2008
- Floridai Egyetem Kémiai Tanszék: kalorimetria
A szerzőről
A San Diegóban működő John Brennan 2006 óta ír a tudományról és a környezetről. Cikkei megjelentek a "Plenty", a "San Diego Reader", a "Santa Barbara Independent" és az "East Bay" lapokban. Havonta. "Brennan biológiai tudományokból szerzett diplomát a Kaliforniai Egyetemen, San Diegóban.
