Právě teď dělám kalorimetrickou laboratoř a pro pre-lab jsme byli požádáni, abychom určili změnu teploty (ve stupních Celsia) chloridu amonného v voda.
Tato otázka požaduje očekávanou změnu teploty ($ \ Delta T $) o $ \ pu {8,5 g} $ z $ \ ce {NH4Cl} $ v $ \ pu {100 ml} $ (nebo $ \ mathrm {g} $) vody, přičemž molární entalpie ($ \ Delta H_ \ mathrm {sol} $) řešení je $ \ pu {0,277 kJ / g} $. Konverze $ \ mathrm {kJ / g} $ mě odhodí a nemohu přijít na to, jak vyřešit $ \ Delta T $ s danými informacemi.
Vím, že existuje 0,165048 … $ molů řešení, což mi dává vše, co potřebuji k řešení. Dostali jsme rovnici
$$ n \ Delta H_ \ mathrm {sol} = mC \ Delta T, $$
kde $ m $ – hmotnost vody a $ C $ – specifická tepelná kapacita vody. Předpokládám, že je třeba ji změnit na
$$ \ Delta T = \ frac {mC} {n \ Delta H_ \ mathrm {sol}} $$
Jakákoli pomoc je velmi ceněna a pokud ne, mohu podrobněji vysvětlit esenciální. Omlouváme se za Celsia, zjevně při výpočtech nepoužíváme Kelvina.
Komentáře
- Neexistuje nic jako mol řešení.
- @IvanNeretin Určitě existuje. Pokud mám směs chemikálií, které se skládají z 6,022 x 10 ^ 23 molekul, pak mám jeden mol roztoku.
Odpověď
Hlavním problémem je zde jednoduchá chyba v algebře. Přeskupili jste:
$ \ pu {n \ timesΔH_ {sol} = m \ krát C \ timesΔT} $
až
$ \ pu {ΔT = \ frac {m \ krát C} {n \ timesΔH_ {sol}}} $
spíše než
$ \ pu {ΔT = \ frac {n \ timesΔH_ {sol}} {m \ times C}} $
Navíc molární entalpie solvatace je v problému uvedena jako jednotky kJ / g, nikoli kJ / mol. Pravděpodobně se jedná o chybu v daném problému. Podle Parkera, V. B., Thermal Vlastnosti uni-univalentních elektrolytů , Natl. Stand. Ref. Data Series – Natl. Bur. Stand. (USA), č. 2, 1965, molární entalpie roztoku za $ \ ce {NH4Cl} $ je $ \ pu {14,78 kJ / mol} $.
Došlo také k mírnému nesprávnému výpočtu u molů rozpuštěné látky. Kde jste vypočítali $ \ pu {0,165 mol} $ z $ \ ce {NH4Cl} $, měli byste dostat:
$ \ mathrm {8,5 g / 53,49 \ frac {g} {mol} = 0,159 ~ mol} $
Tyto chyby byly opraveny, připojování hodnot k řešení pro $ \ Delta \ text {T} $ je triviální a dává:
$ \ pu {ΔT = \ frac {\ pu {0,159 mol} \ times \ pu {14,78 kJ mol-1}} {\ pu {100g} \ times \ pu {4,186J ~ g-1 ~ K-1}} = 5,6K} $
Odpověď
Souhlasím s Airhuffem (téměř) úplně.
Nezáleží na tom, zda používáte kJ / mol nebo kJ / g. Dokud se vaše jednotky mohou zrušit.
$$ \ frac {14,78 kJ / mol } {53,491 g / mol} = 0,277 kJ / g $$
Ale hlavně jsem chtěl poukázat na důvod, proč je v pořádku použít pro tento výpočet Celsia – protože máte “ ΔT „ ve svém výrazu.
Řekněme, že máte něco při 30 ° C a změní se na 24 ° C.
ΔT = 24 ° C – 30 ° C = -6 ° C
V Kelvinech jsou teploty 303K nebo 297K.
ΔT = 297K – 303K = -6K
Způsob, jakým bych to udělal: $$ ΔT = 8,5 g NH4Cl * \ frac {0,277 kJ} {1 gNH4Cl} * \ frac {1} {100 g H2O} * \ frac {1gH2O * ° C} {0,004184kJ} = 5,627 ° C $$