Problem med kalorimetri och värmeflöde kemi

Kalorimetri är studien av värmeöverföring och tillståndsförändringar till följd av kemiska reaktioner, fasövergångar eller fysiska förändringar. Verktyget som används för att mäta värmeförändring är kalorimetern. Två populära typer av kalorimeter är kaffekoppskalorimeter och bombkalorimeter.

Dessa problem visar hur man beräknar värmeöverföring och entalpiändring med hjälp av kalorimeterdata. När du arbetar med dessa problem, granska avsnitten om kaffekopp och bombkalorimetri och termokemisk lagar.

Kaffekopp Calorimetry Problem

Följande syrabasreaktion utförs i en kaffekoppskalorimeter:

• H⁺(aq) + OH^-(aq) → H₂O (l)

Temperaturen på 110 g vatten stiger från 25,0 ° C till 26,2 ° C när 0,10 mol H⁺ reageras med 0,10 mol OH^-.

• Beräkna q_vatten
• Beräkna ΔH för reaktionen
• Beräkna ΔH om 1,00 mol OH^- reagerar med 1,00 mol H⁺

Lösning

Använd denna ekvation:

• q = (specifik värme) x m x Δt

Där q är värmeflöde, är m massa i gram, och ist är temperaturförändringen. Om du kopplar in värdena som anges i problemet får du:

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

Du vet att när 0,010 mol H⁺ eller OH^- reagerar, ΔH är - 550 J:

• 0,010 mol H⁺ ~ -550 J

Därför för 1,00 mol H⁺ (eller OH^-):

• ^ H = 1,00 mol H⁺ x (-550 J / 0,01 mol H)⁺)
• ^ H = -5,5 x 10⁴ J
• ΔH = -55 kJ

Svar

• 550 J (Se till att ha två betydande siffror.)
• -550 J
• -55 kJ