Калориметрия и тепловые потоки: проблемы отработанной химии

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.

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 д_воды
• Рассчитайте ΔH для реакции
• Рассчитайте ΔH, если 1,00 моль ОН^- реагирует с 1,00 моль H⁺

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:

• Q_воды = 4,18 (Дж / г · С;) х 110 г х (26,6 С - 25,0 С)
• Q_воды = 550 Дж
• ΔH = - (q_воды) = - 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

• 550 Дж (обязательно иметь два значимые фигуры.)
• -550 Дж
• -55 кДж

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:

• Q_{реакция} для сжигания 1-граммовой пробы
• Q_{реакция} для сжигания одного моля гидразина в бомбовом калориметре

Для калориметра бомбы используйте это уравнение:

• Q_{реакция} = - (qwater + qbomb)
• Q_{реакция} = - (4,18 Дж / г · C x вода x Δt + C x Δt)
• Q_{реакция} = - (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:

• Q_{реакция} = - (4,18 Дж / г · C x 1200 г + 840 J / C) (3,54 C)
• Q_{реакция} = -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:

• Q_{реакция} = 32,0 х -20,7 кДж / г
• Q_{реакция} = -662 кДж

• -20,7 кДж
• -662 кДж