С помощью калориметра вы можете измерить энтальпию реакции или теплоемкость, используя конечную температуру (Tf) содержимого. Но что, если вы знаете энтальпию вашей реакции и теплоемкости материалов, которые вы используете, и хотите предсказать, какой будет Tf вместо этого? Вы тоже можете это сделать - и на самом деле, такого рода проблемы часто задают в викторинах на уроках химии.
Перечитайте домашнее задание / вопрос викторины и определите, какую информацию вы можете извлечь из вопроса. Вам, вероятно, дадут энтальпию реакции, константу калориметра и теплоемкость смеси, образованной в результате реакции в калориметре, вместе с начальными температурами.
Помните, что в идеальном калориметре тепло, выделяемое реакцией, равно сумме тепла, полученного калориметром, и тепла, полученного его содержимым. Причем калориметр и его содержимое будут достигать одной конечной температуры - Tf. Следовательно, вы можете использовать эту информацию, чтобы написать следующее уравнение: Энтальпия реакции = (теплоемкость содержимого) x (масса содержимого) x (Ti - Tf) + (постоянная калориметра) x (Ti - Tf), где Ti - начальная температура, а Tf - конечная температура. температура. Обратите внимание, что вы вычитаете Tfinal из Tinitial, а не наоборот. Это потому, что в химии энтальпии реакции отрицательны, если реакция выделяет тепло. Если хотите, вы можете вместо этого вычесть Ti из Tf, если вы не забудете перевернуть знак на своем ответе, когда закончите.
Разделите обе стороны на ((теплоемкость содержимого) x (масса содержимого) + (постоянная калориметра)), чтобы получить следующее: Энтальпия реакции / ((теплоемкость содержимого) x (масса содержимого) + (калориметрическая константа)) = Ti - Tf
Подставьте числа, указанные в вопросе, и используйте их для расчета Tf. Например, если энтальпия реакции составляет -200 кДж, теплоемкость смеси, образованной реакция составляет 0,00418 кДж / грамм Кельвина, общая масса продуктов реакции составляет 200 грамм, калориметрическая постоянная составляет 2 кДж / К, а начальная температура составляет 25 ° C, что составляет Тф?
Ответ: Сначала запишите уравнение: Tf = Ti - (Энтальпия реакции / ((теплоемкость содержимого) x (масса содержимого) + (постоянная калориметра)))
Теперь подставьте все свои числа и решите: Tf = 25 градусов - (-200 кДж / (0,00418 кДж / г K умножить на 200 г + 2 кДж / K)) Tf = 25 градусов - (-200 кДж / 2,836 кДж / K ) Tf = 25 + 70,5 Tf = 95,5 ° C
Рекомендации
- «Химические принципы: поиски понимания»; Питер Аткинс и др.; 2008
- Химический факультет Университета Флориды: калориметрия
об авторе
Джон Бреннан из Сан-Диего пишет о науке и окружающей среде с 2006 года. Его статьи публиковались в «Plenty», «San Diego Reader», «Santa Barbara Independent» и «East Bay». Ежемесячно ». Бреннан имеет степень бакалавра наук в области биологии Калифорнийского университета в Сан-Диего.