Pomocou kalorimetra môžete merať entalpie reakcie alebo tepelné kapacity pomocou konečnej teploty (Tf) obsahu. Čo však robiť, ak poznáte entalpiu svojej reakcie a tepelné kapacity použitých materiálov a chcete predpovedať, čo bude Tf? Môžete to urobiť tiež - a tento problém je v skutočnosti častou otázkou kvízov na hodinách chémie.
Znova si prečítajte domácu úlohu / kvízovú otázku a určite, ktoré informácie môžete z otázky získať. Pravdepodobne dostanete reakčnú entalpiu, konštantu kalorimetra a tepelnú kapacitu zmesi vytvorenej reakciou v kalorimetri spolu s počiatočnými teplotami.
Pamätajte, že v perfektnom kalorimetri sa teplo vydávané reakciou rovná súčtu tepla získaného kalorimetrom a tepla získaného jeho obsahom. Kalorimeter a jeho obsah navyše dosiahnu rovnakú konečnú teplotu - Tf. Preto môžete tieto informácie použiť na napísanie nasledujúcej rovnice: Entalpia reakcie = (tepelná kapacita obsahu) x (hmotnosť obsahu) x (Ti - Tf) + (kalorimetrická konštanta) x (Ti - Tf), kde Ti je počiatočná teplota a Tf je konečná teplota. Všimnite si, že odčítate Tfinal od Tinitial, a nie naopak. Je to preto, že v chémii sú reakčné entalpie negatívne, ak reakcia vydáva teplo. Ak chcete, môžete namiesto toho odpočítať Ti od Tf, pokiaľ si pamätáte, že keď ste hotoví, preklopíte znamienko na svojej odpovedi.
Vydeľte obe strany ((tepelná kapacita obsahu) x (hmotnosť obsahu) + (konštanta kalorimetra)), aby ste získali nasledovné: Entalpia reakcie / ((tepelná kapacita obsahu) x (hmotnosť obsahu) + (konštanta kalorimetra)) = Ti - Tf
Pripojte čísla, ktoré ste dostali ako súčasť otázky a pomocou nich vypočítajte Tf. Napríklad, ak je reakčná entalpia -200 kJ, tepelná kapacita zmesi tvorená reakcia je 0,00418 kJ / gram Kelvina, celková hmotnosť produktov reakcie je 200 gramov, kalorimetrická konštanta 2 kJ / K a počiatočná teplota je 25 ° C, čo je Tf?
Odpoveď: Najskôr napíš svoju rovnicu: Tf = Ti - (reakčná entalpia / ((tepelná kapacita obsahu) x (hmotnosť obsahu) + (kalorimetrická konštanta))))
Teraz pripojte všetky svoje čísla a vyriešte: Tf = 25 stupňov - (-200 kJ / (0,00418 kJ / g K krát 200 g + 2 kJ / K)) Tf = 25 stupňov - (-200 kJ / 2,836 kJ / K ) Tf = 25 + 70,5 Tf = 95,5 ° C
Referencie
- „Chemické princípy: hľadanie poznatkov“; Peter Atkins a kol.; 2008
- Katedra chémie na Floridskej univerzite: kalorimetria
O autorovi
John Brennan so sídlom v San Diegu píše od roku 2006 o vede a životnom prostredí. Jeho články sa objavili v publikáciách „Plenty“, „San Diego Reader“, „Santa Barbara Independent“ a „East Bay Mesačne. “Brennanová získala titul bakalára prírodných vied na Kalifornskej univerzite v San Diegu.