Bir kalorimetre ile, içeriğin son sıcaklığını (Tf) kullanarak reaksiyon entalpilerini veya ısı kapasitelerini ölçebilirsiniz. Peki ya reaksiyonunuzun reaksiyon entalpisini ve kullandığınız malzemelerin ısı kapasitelerini biliyorsanız ve bunun yerine Tf'nin ne olacağını tahmin etmek istiyorsanız? Bunu da yapabilirsiniz - ve aslında, bu tür bir problem kimya derslerinde kısa sınavlarda sıkça sorulan bir sorudur.
Ödev/sınav sorusunu tekrar okuyun ve sorudan hangi bilgileri çıkarabileceğinizi belirleyin. Muhtemelen size bir reaksiyon entalpisi, kalorimetre sabiti ve reaksiyonun kalorimetrede oluşturduğu karışımın ısı kapasitesi, başlangıç sıcaklıkları ile birlikte verilecektir.
Kusursuz bir kalorimetrede, reaksiyondan çıkan ısının, kalorimetre tarafından kazanılan ısı ile içindekilerden kazanılan ısının toplamına eşit olduğunu unutmayın. Ayrıca, hem kalorimetre hem de içeriği aynı nihai sıcaklığa ulaşacaktır - Tf. Sonuç olarak, bu bilgiyi aşağıdaki denklemi yazmak için kullanabilirsiniz: Reaksiyon entalpisi = (içeriğin ısı kapasitesi) x (içeriğin kütlesi) x (Ti - Tf) + (Kalorimetre sabiti) x (Ti - Tf) burada Ti başlangıç sıcaklığı ve Tf son sıcaklıktır sıcaklık. Tfinal'i Tinitial'den çıkardığınıza ve tersini yapmadığınıza dikkat edin. Bunun nedeni kimyada tepkime ısı verirse tepkime entalpilerinin negatif olmasıdır. İsterseniz, işiniz bittiğinde cevabınızın üzerindeki işareti çevirmeyi hatırladığınız sürece, bunun yerine Ti'yi Tf'den çıkarabilirsiniz.
Her iki tarafı da ( (içeriğin ısı kapasitesi) x (içeriğin kütlesi) + (Kalorimetre sabiti) ) ile bölün. aşağıdaki: Reaksiyon entalpisi / ( (içeriğin ısı kapasitesi) x (içeriğin kütlesi) + (Kalorimetre sabiti) ) = Ti - Tf
Sorunun bir parçası olarak size verilen sayıları girin ve bunları Tf'yi hesaplamak için kullanın. Örneğin, reaksiyon entalpisi -200 kJ ise, oluşan karışımın ısı kapasitesi tepkime 0.00418 kJ/gram Kelvin, tepkime ürünlerinin toplam kütlesi 200 gram, kalorimetre sabiti 2 kJ/K ve başlangıç sıcaklığı 25 C'dir. Tf?
Cevap: Önce denkleminizi yazın: Tf = Ti - ( Reaksiyon entalpisi / ( (içeriğin ısı kapasitesi) x (içeriğin kütlesi) + (Kalorimetre sabiti)) )
Şimdi tüm numaralarınızı girin ve çözün: Tf = 25 derece - (-200 kJ / (0.00418 kJ/g K çarpı 200 g + 2 kJ/K)) Tf = 25 derece - (-200 kJ / 2.836 kJ/K ) Tf = 25 + 70.5 Tf = 95.5 derece C
Referanslar
- "Kimyasal İlkeler: İçgörü Arayışı"; Peter Atkins ve diğerleri; 2008
- Florida Üniversitesi Kimya Bölümü: Kalorimetri
yazar hakkında
San Diego merkezli John Brennan, 2006'dan beri bilim ve çevre hakkında yazıyor. Makaleleri "Plenty", "San Diego Reader", "Santa Barbara Independent" ve "East Bay" dergilerinde yayınlandı. Aylık." Brennan, San Diego'daki California Üniversitesi'nden biyoloji alanında lisans derecesine sahiptir.