Calorimetrie și probleme de chimie lucrate cu flux de căldură

Calorimetria este studiul transferului de căldură și al modificărilor de stare rezultate din reacții chimice, tranziții de fază sau modificări fizice. Instrumentul utilizat pentru măsurarea schimbărilor de căldură este calorimetrul. Două tipuri de calorimetre populare sunt calorimetrul cu ceașcă de cafea și calorimetrul cu bombă.

Aceste probleme demonstrează modul în care se calculează transferul de căldură și schimbarea entalpiei folosind date de calorimetru. În timp ce lucrați la aceste probleme, consultați secțiunile despre cana de cafea și calorimetria cu bombe și legile termochimiei.

Problema de calorimetrie a ceașii de cafea

Următoarea reacție acid-bază se efectuează într-un calorimetru pentru ceașcă de cafea:

• H⁺(aq) + OH^-(aq) → H₂O (l)

Temperatura de 110 g de apă crește de la 25,0 C la 26,2 C când 0,10 mol de H⁺ se reacționează cu 0,10 mol OH^-.

• Calculați q_apă
• Calculați ΔH pentru reacție
• Se calculează ΔH dacă 1,00 mol OH^- reacționează cu 1,00 mol H⁺

Soluţie

Folosiți această ecuație:

• q = (căldură specifică) x m x Δt

Unde q este flux de căldură, m este masa în grame, iar Δt este schimbarea temperaturii. Conectând valorile date în problemă, obțineți:

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

Știți că atunci când 0,010 mol de H⁺ sau OH^- reacționează, ΔH este - 550 J:

• 0,010 mol H⁺ ~ -550 J

Prin urmare, pentru 1,00 mol H⁺ (sau OH^-):

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

Răspuns

• 550 J (Asigurați-vă că aveți două cifre semnificative.)
• -550 J
• -55 kJ