Tällä hetkellä teen kalorimetrialaboratoriota, ja esilaboratoriota varten meitä on pyydetty määrittämään ammoniumkloridin lämpötilan muutos (celsiusasteina) vesi.
Kysymys koskee odotettua lämpötilan muutosta ($ \ Delta T $), joka on $ \ pu {8,5 g} $ / $ \ ce {NH4Cl} $ dollareissa $ \ pu {100 mL} $ (tai $ \ mathrm {g} $) vettä, jolloin ratkaisun molaarinen entalpia ($ \ Delta H_ \ mathrm {sol} $) on $ \ pu {0,277 kJ / g} $. Muunnos $ \ mathrm {kJ / g} $ heittää minut pois, enkä pysty selvittämään, kuinka ratkaistaan $ \ Delta T $: lle annetuilla tiedoilla.
Tiedän, että ratkaisua on 0,165048 dollaria … $ moolia, mikä antaa minulle kaiken mitä tarvitsen ratkaista. Meille annettiin yhtälö
$$ n \ Delta H_ \ mathrm {sol} = mC \ Delta T, $$
missä $ m $ – veden massa ja $ C $ – veden lämpökapasiteetti. Oletan, että se on järjestettävä uudelleen
$$ \ Delta T = \ frac {mC} {n \ Delta H_ \ mathrm {sol}} $$
Apua arvostetaan suuresti, ja voin selittää tarkemmin, jos sitä ei tarvita olennainen. Anteeksi Celsiuksesta, emme ilmeisesti käytä Kelviniä laskelmissamme.
Kommentit
- Ei ole olemassa sellaista asiaa kuin mooliliuos.
- @IvanNeretin Toki on. Jos minulla on sekoitus kemikaaleja, joiden summa on 6,022 x 10 ^ 23 molekyyliä, minulla on yksi mooli liuosta.
Vastaa
Tärkein ongelma tässä on yksinkertainen virhe algebrassa. Järjestit uudelleen:
$ \ pu {n \ kertaaΔH_ {sol} = m \ kertaa C \ kertaaΔT} $
–
$ \ pu {ΔT = \ frac {m \ kertaa C} {n \ kertaaΔH_ {sol}}} $
eikä
$ \ pu {ΔT = \ frac {n \ kertaaΔH_ {sol}} {m \ kertaa C}} $
Lisäksi molaarinen solvaation entalpia annetaan tehtävässä kJ / g-yksikköinä, ei kJ / mol. Oletettavasti tämä on virhe annetussa ongelmassa. Parkerin, V.B., Thermal Properties of Uni-Univalent Electrolytes , Natl. Stand. Ref. Data Series – Natl. Bur. Stand. (US), No. 2, 1965, liuoksen molaarinen entalpia hintaan $ \ ce {NH4Cl} $ on $ \ pu {14,78 kJ / mol} $.
Myös liuenneen aineen mooleissa tapahtui pieni virheellinen laskenta. Jos laskit $ \ pu {0,165 moolia} dollaria $ \ ce {NH4Cl} $: sta, sinun olisi pitänyt saada:
$ \ mathrm {8,5 g / 53,49 \ frac {g} {mol} = 0,159 ~ mol} $
Nämä virheet korjattu, kytkemällä arvot $ \ Delta \ text {T} $ -ratkaisuun on triviaali ja antaa:
$ \ pu {ΔT = \ frac {\ pu {0,159 mol} \ kertaa \ pu {14,78 kJ mol-1}} {\ pu {100g} \ kertaa \ pu {4.186J ~ g-1 ~ K-1}} = 5.6K} $
Vastaa
Olen Airhuffin kanssa (melkein) täysin samaa mieltä.
Sillä ei ole väliä, käytätkö kJ / mol tai kJ / g. Niin kauan kuin yksiköt voivat peruuttaa tilauksen.
$$ \ frac {14,78kJ / mol } {53,491g / mol} = 0,277 kJ / g $$
Mutta enimmäkseen halusin tuoda esiin syyn, miksi on hyvä käyttää Celsiusta tässä laskelmassa – koska sinulla on ” ΔT ” lausekkeessasi.
Oletetaan, että sinulla on jotain 30 ° C: ssa ja se muuttuu 24 ° C: seen.
ΔT = 24 ° C – 30 ° C = -6 ° C
Kelvinissä lämpötilat ovat 303K tai 297K.
ΔT = 297K – 303K = -6K
Tapa, jolla tekisin sen: $$ ΔT = 8,5 g NH4Cl * \ frac {0,277kJ} {1gNH4Cl} * \ frac {1} {100g H2O} * \ frac {1gH2O * ° C} {0,004184kJ} = 5,627 ° C $$