Naudodami kalorimetrą, galite išmatuoti reakcijos entalpijas ar šilumos talpą naudodami galutinę turinio temperatūrą (Tf). Bet ką daryti, jei žinote savo reakcijos reakcijos entalpiją ir naudojamų medžiagų šiluminius pajėgumus ir norite nuspėti, koks bus Tf? Jūs taip pat galite tai padaryti - ir iš tikrųjų ši problema yra dažnas klausimas dėl viktorinų chemijos pamokose.
Perskaitykite namų / viktorinos klausimą ir nustatykite, kokią informaciją galite išgauti iš klausimo. Jums tikriausiai bus suteikta reakcijos entalpija, kalorimetro konstanta ir mišinio šiluminė talpa, susidariusi dėl reakcijos kalorimetre, kartu su pradine temperatūra.
Atminkite, kad esant tobulam kalorimetrui reakcijos skleidžiama šiluma yra lygi kalorimetro ir jo turinio šilumos sumai. Be to, tiek kalorimetras, tiek jo turinys pasieks tą pačią galutinę temperatūrą - Tf. Taigi, naudodamiesi šia informacija galite parašyti šią lygtį: Reakcijos entalpija = (turinio šiluminė talpa) x (turinio masė) x (Ti - Tf) + (kalorimetro konstanta) x (Ti - Tf), kur Ti yra pradinė temperatūra, o Tf yra galutinė temperatūra. Atkreipkite dėmesį, kad atimate „Tfinal“ iš „Tinitial“, o ne atvirkščiai. Taip yra todėl, kad chemijoje reakcijos entalpijos yra neigiamos, jei reakcija atiduoda šilumą. Jei norite, galite atimti Ti iš Tf, jei tik prisiminsite apvertę atsakymo ženklą, kai baigsite.
Padalinkite abi puses iš ((turinio šiluminė talpa) x (turinio masė) + (kalorimetro konstanta)), kad gautumėte Reakcijos entalpija / ((turinio šiluminė talpa) x (turinio masė) + (kalorimetro konstanta)) = Ti - Tf
Prijunkite numerius, pateiktus kaip klausimo dalį, ir naudokite juos apskaičiuodami Tf. Pvz., Jei reakcijos entalpija yra -200 kJ, mišinio, kurį sudaro reakcija yra 0,00418 kJ / gramas Kelvino, bendra reakcijos produktų masė yra 200 gramų, kalorimetro konstanta yra 2 kJ / K, o pradinė temperatūra yra 25 C, kas yra Tf?
Atsakymas: Pirmiausia parašykite savo lygtį: Tf = Ti - (Reakcijos entalpija / ((turinio šiluminė talpa) x (turinio masė) + (kalorimetro konstanta)))
Dabar prijunkite visus savo numerius ir išspręskite: Tf = 25 laipsniai - (-200 kJ / (0,00418 kJ / g K kartus 200 g + 2 kJ / K)) Tf = 25 laipsniai - (-200 kJ / 2,836 kJ / K ) Tf = 25 + 70,5 Tf = 95,5 laipsniai C
Literatūra
- „Cheminiai principai: įžvalgos ieškojimas“; Peteris Atkinsas ir kt.; 2008
- Floridos universiteto chemijos katedra: kalorimetrija
apie autorių
San Diege įsikūręs Johnas Brennanas apie mokslą ir aplinką rašė nuo 2006 m. Jo straipsniai pasirodė „Plenty“, „San Diego Reader“, „Santa Barbara Independent“ ir „East Bay“ Kas mėnesį. "Brennanas yra įgijęs biologijos mokslų bakalaurą Kalifornijos universitete, San Diege.