Kalorimetre ve Isı Akışı: Çalışılan Kimya Sorunları

kalorimetri ısı transferi ve kimyasal reaksiyonlardan, faz geçişlerinden veya fiziksel değişikliklerden kaynaklanan durum değişikliklerinin incelenmesidir. Isı değişimini ölçmek için kullanılan araç kalorimetredir. İki popüler kalorimetre türü kahve fincanı kalorimetresi ve bomba kalorimetresidir.

Bu sorunlar ısı transferinin nasıl hesaplanacağını ve entalpi değişimi kalorimetre verileri kullanarak. Bu sorunları çalışırken, aşağıdaki bölümleri inceleyin: kahve fincanı ve bomba kalorimetrisi ve termokimya kanunları.

Bir kahve fincanı kalorimetresinde aşağıdaki asit-baz reaksiyonu gerçekleştirilir:

• 'H⁺(sulu) + OH^-(aq) → H₂O (I)

110 g su sıcaklığı 0.10 mol H olduğunda 25.0 C'den 26.2 C'ye yükselir.⁺ 0.10 mol OH ile reaksiyona sokulur^-.

• Q hesapla_Su
• Reaksiyon için ΔH hesaplayın
• 1.00 mol OH ise ΔH hesaplayın^- 1.00 mol H ile reaksiyona girer⁺

Bu denklemi kullanın:

• q = (özısı) x m x Δt

Q ısı akışı olduğunda, m gram cinsinden kütleve Δt sıcaklık değişimidir. Sorunda verilen değerleri taktığınızda şunları elde edersiniz:

• q_Su = 4,18 (J / g · C;) x 110 g x (26,6 C - 25,0 C)
• q_Su = 550 J
• =H = - (q_Su) = - 550 J

0.010 mol H olduğunda⁺ veya OH^- tepki verir, ΔH - 550 J'dir:

• 0.010 mol H⁺ ~ -550 J

Bu nedenle, 1.00 mol H için⁺ (veya OH^-):

• ΔH = 1.00 mol H⁺ x (-550 J / 0,010 mol H⁺)
• =H = -5,5 x 10⁴ J
• =H = -55 kJ

• 550 J (İki tane olduğundan emin olun önemli rakamlar.)
• -550 J
• -55 kJ

1.000 g roket yakıt hidrazin örneği, N₂'H₄, 1.200 g su içeren bir bomba kalorimetresinde yanar, sıcaklık 24.62 C'den 28.16 C'ye yükselir. Bomba için C 840 J / C ise, şunu hesaplayın:

• q_reaksiyon 1 gramlık bir numunenin yanması için
• q_reaksiyon bomba kalorimetresinde bir mol hidrazinin yanması için

Bomba kalorimetresi için bu denklemi kullanın:

• q_reaksiyon = - (qwater + qbomb)
• q_reaksiyon = - (4,18 J / g · C x mwater x Δt + C x Δt)
• q_reaksiyon = - (4,18 J / g · C x mwater + C) Δt

Q ısı akışı olduğunda, m gram cinsinden kütledir ve sıcaklık değişimi changet'dir. Problemde verilen değerlerin takılması:

• q_reaksiyon = - (4,18 J / g · C x 1200 g + 840 J / C) (3,54 C)
• q_reaksiyon = -20,700 J veya -20,7 kJ

Artık yanmakta olan her bir hidrazin gramı için 20.7 kJ ısı açığa çıktığını biliyorsunuz. Kullanmak periyodik tablo almak atom ağırlıkları, bir mol hidrazin, N₂'H₄ağırlık 32.0 g. Bu nedenle, bir mol hidrazinin yanması için:

• q_reaksiyon = 32,0 x -20,7 kJ / g
• q_reaksiyon = -662 kJ

• -20,7 kJ
• -662 kJ