Kalorimetrie und Wärmestrom arbeiteten Chemieprobleme

Kalorimetrie ist die Untersuchung der Wärmeübertragung und Zustandsänderungen, die sich aus chemischen Reaktionen, Phasenübergängen oder physikalischen Veränderungen ergeben. Das zur Messung der Wärmeveränderung verwendete Werkzeug ist das Kalorimeter. Zwei beliebte Arten von Kalorimetern sind das Kaffeetassenkalorimeter und das Bombenkalorimeter.

Diese Probleme zeigen, wie der Wärmeübergang und die Enthalpieänderung unter Verwendung von Kalorimeterdaten berechnet werden. Lesen Sie während der Bearbeitung dieser Probleme die Abschnitte über Kaffeetassen- und Bombenkalorimetrie und die Gesetze der Thermochemie.

Kaffeetasse-Kalorimetrie-Problem

Die folgende Säure-Base-Reaktion wird in einem Kaffeetassenkalorimeter durchgeführt:

• H⁺(aq) + OH^-(aq) → H₂O (l)

Die Temperatur von 110 g Wasser steigt von 25,0 ° C auf 26,2 ° C bei 0,10 mol H⁺ wird mit 0,10 mol OH umgesetzt^-.

• Berechne q_Wasser
• Berechnen Sie ΔH für die Reaktion
• Berechnen Sie ΔH, wenn 1.00 mol OH^- reagiert mit 1,00 mol H⁺

Lösung

Verwenden Sie diese Gleichung:

• q = (spezifische Wärme) x m x Δt

Wobei q der Wärmefluss ist, m die Masse in Gramm ist und Δt die Temperaturänderung ist. Wenn Sie die im Problem angegebenen Werte eingeben, erhalten Sie:

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

Sie wissen, dass bei 0,010 mol H⁺ oder OH^- reagiert, ΔH ist - 550 J:

• 0,010 mol H⁺ ~ -550 J

Daher werden für 1,00 mol H⁺ (oder OH^-):

• ΔH = 1,00 mol H⁺ x (-550 J / 0,010 mol H)⁺)
• ΔH = -5,5 x 10⁴ J
• ΔH = -55 kJ

Antworten

• 550 J (Stellen Sie sicher, dass Sie zwei signifikante Zahlen haben.)
• -550 J
• -55 kJ