A $ \ pu {1.50 g} $ próbka $ \ ce {KCl} $ została dodana do $ \ pu {35.0 g} $ $ \ ce {H2O} $ w kubku styropianowym i mieszaj do rozpuszczenia. Temperatura roztworu spada z 24,8 $ do $ \ pu {22,4 ^ \ circ C} $ . Załóżmy, że ciepło właściwe i gęstość powstałego roztworu są równe wartościom wody, $ \ pu {4.18 J g-1 ^ \ circ C-1} $ i $ \ pu {1,00 g mL-1} $ , odpowiednio, i załóżmy, że żadne ciepło nie jest tracone ani do samego kalorymetru, ani do otoczenia.
$$ \ ce {KCl (s) + H2O (l) – > KCl (aq)} \ qquad \ Delta H = ? $$
a) (2 punkty) Czy reakcja jest endotermiczna czy egzotermiczna (zakreśl poprawną odpowiedź)?
Endotermiczne
b) (4 punkty) Jakie jest ciepło roztworu $ \ ce {KCl } $ wyrażone w kilodżulach na mol $ \ ce {KCl} $ ?
$$ q_ \ mathrm {rxn} = -q_ \ mathrm {cal} $$
Pomnożyłem próbkę $ \ pu {1.50 g} $ przez $ \ pu {4.18 J} \ cdot (-2.4) = \ pu {-15.048 J} $
Podzielone przez 1000 $ = -0,015048 $ ; zatem 0,015048 $
Jednak moja odpowiedź wydaje się być błędna. Wiem, że reakcja jest endotermiczna, ponieważ temperatura spada, ale zastanawiam się, jakich wartości powinienem użyć, aby poprawnie określić " ciepło roztworu ".
Odpowiedź
Pomnożyłeś masę próbki, 1,50 g, przez zmianę temperatury i pojemność cieplną.
Jednak większość ciepła do reakcji zapewnia woda.
Całkowita masa roztworu wynosi 1,50 g + 35,0 g = 36,5 g.
Powinieneś pomnożyć 36,5 g przez zmianę temperatury i pojemność cieplną.
Następnie musisz wziąć pod uwagę, ile moli to 1,50g KCl. Podziel zmianę entalpii roztworu przez liczbę moli KCl, aby wyznaczyć ciepło molowe roztworu KCl.
Komentarze
- Zrobiłem to. Odpowiedź jest nadal błędna. Gdybym użył 36,5 g, moja odpowiedź byłaby 0,366 kj; jednak odpowiedź moich profesorów to 18,3 kJ
- czy jego odpowiedź to 18,3 kJ czy 18,3 kJ / mol?
- @ user137452, jeśli chcesz otrzymać odpowiedź jako " na mol KCl " należy podzielić przez liczbę moli KCl w próbce.
Odpowiedź
Oto obliczenia, krok po kroku:
$$ q_ \ mathrm {cal} = 36.5 \ cdot 4.18 \ cdot (-2.4 ) = \ pu {-366 J} $$ $$ q_ \ mathrm {rxn} = -q_ \ mathrm {cal} = \ pu {366 J} $$ n (\ ce {KCl}) = \ frac { \ pu {1,50 g}} {\ pu {74,55 g mol-1}} = \ pu {0,0201 mol} $$
$$ \ frac {\ pu {366 J}} {\ pu {0,0201 mol}} = \ pu {18.209 J mol-1} = \ pu {18,2 kJ mol-1} $$