Im Moment mache ich ein Kalorimetrielabor und für das Vorlabor wurden wir gebeten, die Temperaturänderung (in Celsius) von Ammoniumchlorid in zu bestimmen Wasser.
Die Frage fragt nach der erwarteten Temperaturänderung ($ \ Delta T $) von $ \ pu {8,5 g} $ von $ \ ce {NH4Cl} $ in $ \ pu {100 ml} $ (oder $ \ mathrm {g} $) Wasser, wobei die molare Enthalpie ($ \ Delta H_ \ mathrm {sol} $) der Lösung $ \ pu {0,277 kJ / g} $ ist. Die Umwandlung von $ \ mathrm {kJ / g} $ wirft mich ab und ich kann nicht herausfinden, wie ich mit den angegebenen Informationen nach $ \ Delta T $ lösen kann.
Ich weiß, dass es $ 0,165048 gibt … $ Mol Lösung, Das gibt mir alles, was ich zum Lösen brauche. Wir erhielten die Gleichung
$$ n \ Delta H_ \ mathrm {sol} = mC \ Delta T, $$
wobei $ m $ – Wassermasse und $ C $ – spezifische Wärmekapazität von Wasser. Ich gehe davon aus, dass es in
$$ \ Delta T = \ frac {mC} {n \ Delta H_ \ mathrm umgeordnet werden muss {sol}} $$
Jede Hilfe wird sehr geschätzt und ich kann sie genauer erklären, wenn nötig essentiell. Entschuldigung für die Celsius, wir verwenden Kelvin anscheinend nicht in unseren Berechnungen.
Kommentare
- Es gibt keinen Mol Lösung.
- @IvanNeretin Sicher gibt es das. Wenn ich eine Mischung von Chemikalien habe, die 6,022 x 10 ^ 23 Moleküle ergeben, dann habe ich ein Mol Lösung.
Antwort
Das Hauptproblem hierbei ist ein einfacher Fehler in der Algebra. Sie haben Folgendes neu angeordnet:
$ \ pu {n \ timesΔH_ {sol} = m \ times C \ timesΔT} $
bis
$ \ pu {ΔT = \ frac {m \ times C} {n \ timesΔH_ {sol}}} $
statt
$ \ pu {ΔT = \ frac {n \ timesΔH_ {sol}} {m \ times C}} $
Zusätzlich wird die molare Solvatationsenthalpie wird in dem Problem als Einheiten von kJ / g angegeben, nicht kJ / mol. Vermutlich ist dies ein Fehler in dem gegebenen Problem. Nach Parker, V. B., Thermal Eigenschaften von einwertigen Elektrolyten, Natl. Stand. Ref. Datenreihe – Natl. Bur. Stand. (US), Nr. 2, 1965, die molare Enthalpie der Lösung für $ \ ce {NH4Cl} $ ist $ \ pu {14,78 kJ / mol} $.
Es gab auch eine leichte Fehleinschätzung in den Molen gelösten Stoffes. Wenn Sie $ \ pu {0,165 Mol} $ von $ \ ce {NH4Cl} $ berechnet haben, sollten Sie Folgendes erhalten haben:
$ \ mathrm {8,5 g / 53,49 \ frac {g} {mol} = 0,159 ~ mol} $
Diese Fehler wurden korrigiert. Das Einfügen der zu lösenden Werte für $ \ Delta \ text {T} $ ist trivial und ergibt:
$ \ pu {ΔT = \ frac {\ pu {0,159 mol} \ times \ pu {14,78 kJ mol-1}} {\ pu {100 g} \ times \ pu {4,186J ~ g-1 ~ K-1}} = 5,6 K} $
Antwort
Ich stimme Airhuff (fast) vollständig zu.
Es spielt keine Rolle, ob Sie kJ / mol oder kJ / g verwenden. Solange sich Ihre Einheiten aufheben können.
$$ \ frac {14.78kJ / mol } {53.491g / mol} = 0.277kJ / g $$
Aber ich wollte vor allem darauf hinweisen, warum es in Ordnung ist, Celsius für diese Berechnung zu verwenden – weil Sie “ ΔT „ in Ihrem Ausdruck.
Angenommen, Sie haben etwas bei 30 ° C und es ändert sich auf 24 ° C.
ΔT = 24 ° C – 30 ° C = -6 ° C
In Kelvin betragen die Temperaturen 303 K oder 297 K.
ΔT = 297 K – 303 K. = -6K
So würde ich es machen: $$ ΔT = 8,5 g NH4Cl * \ frac {0,277kJ} {1gNH4Cl} * \ frac {1} {100 g H2O} * \ frac {1gH2O * ° C} {0,004184 kJ} = 5,627 ° C $$