Cu un calorimetru, puteți măsura entalpii de reacție sau capacitățile de căldură folosind temperatura finală (Tf) a conținutului. Dar dacă știți entalpia de reacție a reacției dvs. și capacitățile de căldură ale materialelor pe care le utilizați și doriți să preziceți ce va fi Tf în schimb? Puteți face acest lucru și - și, de fapt, acest tip de problemă este o întrebare obișnuită la chestionarele din orele de chimie.
Recitește întrebarea pentru teme / test și determină ce informații poți extrage din întrebare. Probabil vi se va da o entalpie de reacție, constanta calorimetrică și capacitatea de căldură a amestecului format de reacția din calorimetru, împreună cu temperaturile de pornire.
Amintiți-vă că într-un calorimetru perfect, căldura degajată de reacție este egală cu suma căldurii câștigate de calorimetru și căldura câștigată de conținutul său. Mai mult, atât calorimetrul cât și conținutul său vor atinge aceeași temperatură finală - Tf. În consecință, puteți utiliza aceste informații pentru a scrie următoarea ecuație: Entalpia de reacție = (capacitatea termică a conținutului) x (masa conținutului) x (Ti - Tf) + (constanta calorimetrică) x (Ti - Tf) unde Ti este temperatura inițială și Tf este finală temperatura. Observați că scădeți Tfinal din Tinitial și nu invers. Asta pentru că, în chimie, entalpiile de reacție sunt negative dacă reacția degajă căldură. Dacă doriți, puteți scădea Ti din Tf în schimb, atâta timp cât vă amintiți să întoarceți semnul răspunsului dvs. când ați terminat.
Împărțiți ambele părți cu ((capacitatea termică a conținutului) x (masa conținutului) + (constanta calorimetrică)) pentru a produce următoarele: Entalpia de reacție / ((capacitatea termică a conținutului) x (masa conținutului) + (Constanta calorimetrică)) = Ti - Tf
Conectați numerele date ca parte a întrebării și folosiți-le pentru a calcula Tf. De exemplu, dacă entalpia de reacție este de -200 kJ, capacitatea termică a amestecului format de reacția este de 0,00418 kJ / gram Kelvin, masa totală a produselor reacției este de 200 de grame, constanta calorimetrică este de 2 kJ / K și temperatura inițială este de 25 C, ceea ce este Tf?
Răspuns: În primul rând, scrieți ecuația dvs.: Tf = Ti - (Entalpia de reacție / ((capacitatea termică a conținutului) x (masa conținutului) + (Constanta calorimetrică)))
Acum, conectați toate numerele și rezolvați: Tf = 25 grade - (-200 kJ / (0,00418 kJ / g K ori 200 g + 2 kJ / K)) Tf = 25 grade - (-200 kJ / 2,836 kJ / K ) Tf = 25 + 70,5 Tf = 95,5 grade C
Referințe
- „Principii chimice: căutarea perspicacității”; Peter Atkins și colab.; 2008
- Universitatea din Florida Departamentul de Chimie: Calorimetrie
Despre autor
Cu sediul în San Diego, John Brennan scrie din știință și mediu din 2006. Articolele sale au apărut în „Plenty”, „San Diego Reader”, „Santa Barbara Independent” și „East Bay” Lunar. "Brennan este licențiat în științe în biologie de la Universitatea din California, San Diego.