Jelenleg kalorimetriás laboratóriumot végzek, és az előlaboratórium számára felkértek bennünket, hogy határozzuk meg az ammónium-klorid hőmérséklet-változását (Celsius-fokban) víz.
A kérdés a $ \ pu {8,5 g} $ of $ \ ce {NH4Cl} $ USD \ pu {100 mL} $ várható hőmérséklet-változását kéri ($ \ Delta T $). (vagy $ \ mathrm {g} $) vizet, a megoldás moláris entalpiája ($ \ Delta H_ \ mathrm {sol} $) $ \ pu {0,277 kJ / g} $. A $ \ mathrm konverziója A {kJ / g} $ eldob, és nem tudom kitalálni, hogyan oldjam meg a $ \ Delta T $ -ot a megadott információkkal.
Tudom, hogy vannak $ 0,165048 … $ mol mol, ami mindent megad, amit meg kell oldanom. Megkaptuk az egyenletet
$$ n \ Delta H_ \ mathrm {sol} = mC \ Delta T, $$
ahol $ m $ – víz tömege és $ C $ – víz specifikus hőkapacitása. Feltételezem, hogy át kell rendezni a következőre:
$$ \ Delta T = \ frac {mC} {n \ Delta H_ \ mathrm {sol}} $$
Minden segítséget nagyra értékelünk, és ha szükséges, elmagyarázhatom részletesebben esszárius. Elnézést a Celsiusért, nyilvánvalóan nem a Kelvint használjuk a számításaink során.
Megjegyzések
- Nincs olyan, hogy mol oldat.
- @IvanNeretin Biztosan van. Ha van vegyi anyagom keveréke, amely 6,022 x 10 ^ 23 molekulát jelent, akkor van egy mol oldatom.
Válasz
A fő probléma itt az algebra egyszerű hibája. Átrendezte:
$ \ pu {n \ timesΔH_ {sol} = m \ alkalommal C \ timesΔT} $
–
$ \ pu {ΔT = \ frac {m \ times C} {n \ timesΔH_ {sol}}} $
helyett
$ \ pu {ΔT = \ frac {n \ timesΔH_ {sol}} {m \ szorzat C}} $
Ezenkívül a a szolvatáció moláris entalpiája a feladatban kJ / g, nem pedig kJ / mol egységekben van megadva. Feltehetően ez hiba az adott problémában. Parker, V. B., Thermal Az Uni-univalens elektrolitok tulajdonságai Natl. Stand. Ref. Data Series – Natl. Bur. Stand. (US), No.2, 1965, az oldat moláris entalpiája $ \ ce {NH4Cl} $ $ \ pu {14,78 kJ / mol} $.
Enyhe téves számítás volt az oldott anyag moljaiban is. Ahol $ \ pu {0,165 mól} $ $ \ ce {NH4Cl} $ -ot számított ki, meg kellett volna kapnia:
$ \ mathrm {8,5 g / 53,49 \ frac {g} {mol} = 0,159 ~ mol} $
Ezek a hibák kijavultak, a $ \ Delta \ text {T} $ megoldásához szükséges értékek bedugása triviális és így ad:
$ \ pu {ΔT = \ frac {\ pu {0,159 mol} \ szor \ pu {14,78 kJ mol-1}} {\ pu {100g} \ szer \ pu {4,186J ~ g-1 ~ K-1}} = 5,6K} $
Válasz
Teljesen egyetértek az Airhuffal.
Teljesen mindegy, ha kJ / mol vagy kJ / g értéket használ. Amíg az egységei lemondhatják.
$$ \ frac {14.78kJ / mol } {53,491g / mol} = 0,277 kJ / g $$
De főleg arra akartam rámutatni, hogy miért érdemes Celsiust használni ehhez a számításhoz – mert van ” ΔT “ a kifejezésedben.
Tegyük fel, hogy van valami 30 ° C-on, és ez 24 ° C-ra változik.
ΔT = 24 ° C – 30 ° C = -6 ° C
Kelvinben a hőmérséklet 303K vagy 297K.
ΔT = 297K – 303K = -6K
Ahogy tenném: $$ ΔT = 8,5g NH4Cl * \ frac {0.277kJ} {1gNH4Cl} * \ frac {1} {100g H2O} * \ frac {1gH2O * ° C} {0.004184kJ} = 5.627 ° C $$