калориметрия исследование теплообмена и изменений состояния, возникающих в результате химических реакций, фазовых переходов или физических изменений. Инструмент, используемый для измерения изменения температуры, это калориметр. Два популярных типа калориметров - калориметр кофейной чашки и калориметр бомбы.
Эти проблемы демонстрируют, как рассчитать теплопередачу и изменение энтальпии используя данные калориметра. Работая над этими проблемами, просмотрите разделы кофейная чашка и бомбовая калориметрия и законы термохимии.
Задача калориметрии кофейной чашки
В калориметре с кофейной чашкой проводят следующую кислотно-щелочную реакцию:
- ЧАС+(вод) + ОН-(aq) → H2О (л)
Температура 110 г воды поднимается с 25,0 С до 26,2 С при 0,10 моль H.+ реагирует с 0,10 моль ОН-.
- Рассчитать дводы
- Рассчитайте ΔH для реакции
- Рассчитайте ΔH, если 1,00 моль ОН- реагирует с 1,00 моль H+
Решение
Используйте это уравнение:
- q = (удельная теплоемкость) х м х Δt
Где q - тепловой поток, m - масса в граммахи Δt - изменение температуры. Подставляя значения, приведенные в задаче, вы получаете:
- Qводы = 4,18 (Дж / г · С;) х 110 г х (26,6 С - 25,0 С)
- Qводы = 550 Дж
- ΔH = - (qводы) = - 550 Дж
Вы знаете, что когда 0,010 моль H+ или ОН- реагирует, ΔH - 550 Дж:
- 0,010 моль H+ ~ -550 Дж
Следовательно, на 1,00 моль Н+ (или ОН-):
- ΔH = 1,00 моль Н+ х (-550 Дж / 0,010 моль Н+)
- ΔH = -5,5 х 104 J
- ΔH = -55 кДж
Ответ
- 550 Дж (обязательно иметь два значимые фигуры.)
- -550 Дж
- -55 кДж
Проблема калориметрии бомбы
При 1.000 г образца ракетного топлива гидразина, Н2ЧАС4сжигается в бомбовом калориметре, который содержит 1200 г воды, температура повышается с 24,62 ° С до 28,16 ° С. Если C для бомбы составляет 840 Дж / с, рассчитайте:
- Qреакция для сжигания 1-граммовой пробы
- Qреакция для сжигания одного моля гидразина в бомбовом калориметре
Решение
Для калориметра бомбы используйте это уравнение:
- Qреакция = - (qwater + qbomb)
- Qреакция = - (4,18 Дж / г · C x вода x Δt + C x Δt)
- Qреакция = - (4,18 Дж / г · C x вода + C) Δt
Где q - тепловой поток, m - масса в граммах, а Δt - изменение температуры. Подсоединение значений, указанных в задаче:
- Qреакция = - (4,18 Дж / г · C x 1200 г + 840 J / C) (3,54 C)
- Qреакция = -20,700 Дж или -20,7 кДж
Теперь вы знаете, что на каждый грамм сгоревшего гидразина выделяется 20,7 кДж тепла. С использованием периодическая таблица получить атомные весаРассчитайте, что один моль гидразина, Н2ЧАС4, вес 32.0 г. Следовательно, для сжигания одного моля гидразина:
- Qреакция = 32,0 х -20,7 кДж / г
- Qреакция = -662 кДж
ответы
- -20,7 кДж
- -662 кДж