Lige nu laver jeg et kalorimetrolaboratorium, og til præ-laboratoriet er vi blevet bedt om at bestemme temperaturændringen (i Celsius) af ammoniumchlorid i vand.
Spørgsmålet stiller den forventede temperaturændring ($ \ Delta T $) på $ \ pu {8,5 g} $ på $ \ ce {NH4Cl} $ i $ \ pu {100 ml} $ (eller $ \ mathrm {g} $) vand, hvor molær entalpi ($ \ Delta H_ \ mathrm {sol} $) for opløsningen er $ \ pu {0,277 kJ / g} $. Konverteringen af $ \ mathrm {kJ / g} $ smider mig ud, og jeg kan ikke finde ud af, hvordan jeg skal løse $ \ Delta T $ med de givne oplysninger.
Jeg ved, at der er $ 0,165048 … $ mol opløsning, hvilket giver mig alt hvad jeg har brug for at løse. Vi fik ligningen
$$ n \ Delta H_ \ mathrm {sol} = mC \ Delta T, $$
hvor $ m $ – vandmasse og $ C $ – specifik varmekapacitet af vand. Jeg antager, at det skal omlægges til
$$ \ Delta T = \ frac {mC} {n \ Delta H_ \ mathrm {sol}} $$
Enhver hjælp værdsættes meget, og jeg kan forklare mere detaljeret, hvis det er nødvendigt essary. Undskyld for Celsius, vi bruger tilsyneladende ikke Kelvin i vores beregninger.
Kommentarer
- Der findes ikke noget som mol løsning.
- @IvanNeretin Sikker på, at der er. Hvis jeg har en blanding af kemikalier, der udgør 6,022 x 10 ^ 23 molekyler, så har jeg en mol opløsning.
Svar
Hovedproblemet her er en simpel fejl i algebraen. Du omarrangerede:
$ \ pu {n \ timesΔH_ {sol} = m \ gange C \ timesΔT} $
til
$ \ pu {ΔT = \ frac {m \ gange C} {n \ timesΔH_ {sol}}} $
i stedet for
$ \ pu {ΔT = \ frac {n \ timesΔH_ {sol}} {m \ times C}} $
Derudover er molær entalpi af opløsningen er givet i problemet som enheder af kJ / g, ikke kJ / mol. Formentlig er dette en fejl i det givne problem. Ifølge Parker, V.B., Termisk Egenskaber for Uni-Univalente elektrolytter , Natl. Stand. Ref. Dataserie – Natl. Bur. Stand. (US), nr. 2, 1965, molær entalpi af opløsning til $ \ ce {NH4Cl} $ er $ \ pu {14,78 kJ / mol} $.
Der var også en let fejlberegning i mol opløst stof. Hvor du beregnede $ \ pu {0.165 mol} $ af $ \ ce {NH4Cl} $, skulle du have fået:
$ \ mathrm {8.5 g / 53.49 \ frac {g} {mol} = 0.159 ~ mol} $
Disse fejl er rettet, ved at tilslutte de værdier, der skal løses for $ \ Delta \ text {T} $, er trivielt og giver:
$ \ 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} $
Svar
Jeg er enig med Airhuff (næsten) fuldstændigt.
Det betyder ikke noget, om du bruger kJ / mol eller kJ / g. Så længe dine enheder kan annullere.
$$ \ frac {14.78kJ / mol } {53.491g / mol} = 0.277kJ / g $$
Men jeg ville for det meste påpege, hvorfor det er okay at bruge Celsius til denne beregning – fordi du har ” ΔT “ i dit udtryk.
Sig, at du har noget ved 30 ° C, og det ændres til 24 ° C.
ΔT = 24 ° C – 30 ° C = -6 ° C
I Kelvin er temperaturerne 303K eller 297K.
ΔT = 297K – 303K = -6K
Sådan ville jeg gøre det: $$ ΔT = 8,5 g NH4Cl * \ frac {0,277kJ} {1gNH4Cl} * \ frac {1} {100 g H2O} * \ frac {1gH2O * ° C} {0,004184 kJ} = 5,627 ° C $$