Con un calorimetro, è possibile misurare le entalpie di reazione o le capacità termiche utilizzando la temperatura finale (Tf) del contenuto. Ma cosa succede se si conosce l'entalpia di reazione della propria reazione e le capacità termiche dei materiali che si stanno utilizzando e si desidera prevedere quale sarà invece Tf? Puoi farlo anche tu - e in effetti, questo tipo di problema è una domanda comune sui quiz nelle lezioni di chimica.

Rileggere la domanda sui compiti /quiz e determinare quali informazioni puoi estrarre dalla domanda. Vi verrà probabilmente data un'entalpia di reazione, il calorimetro costante e la capacità termica della miscela formata dalla reazione nel calorimetro, insieme alle temperature di partenza.

Assumete che il calorimetro sia perfetto, cioè che non lo faccia perdere calore nel suo ambiente.

Ricorda che in un calorimetro perfetto, il calore emesso dalla reazione è pari alla somma del calore ottenuto dal calorimetro e al calore ottenuto dal suo contenuto. Inoltre, sia il calorimetro che i suoi contenuti raggiungeranno la stessa temperatura finale - Tf. Di conseguenza, è possibile utilizzare queste informazioni per scrivere la seguente equazione: entalpia di reazione = (capacità termica del contenuto) x (massa del contenuto) x (Ti - Tf) + (costante calorimetrica) x (Ti - Tf) dove Ti è l'iniziale la temperatura e Tf è la temperatura finale. Nota che stai sottraendo Tfinal da Tinitial e non viceversa. Questo perché in chimica, le entalpie di reazione sono negative se la reazione emette calore. Se vuoi, puoi sottrarre Ti da Tf invece, a patto che ti ricordi di lanciare il segno sulla tua risposta quando hai finito.

Risolvi per Tf come segue: entalpia di reazione = (capacità di calore del contenuto ) x (massa del contenuto) x (Ti - Tf) + (Calorimeter constant) x (Ti - Tf)

Fattore (Ti - Tf) dal lato destro per produrre: Reaction enthalpy = (Ti - Tf) x ((capacità termica dei contenuti) x (massa dei contenuti) + (costante calorimetrica))

Dividere entrambi i lati per ((capacità termica dei contenuti) x (massa dei contenuti) + (costante calorimetrica) ) per ottenere quanto segue: entalpia di reazione /((capacità termica del contenuto) x (massa di contenuti) + (costante calorimetrica)) = Ti - Tf

Capovolgere il segno su entrambi i lati quindi aggiungere Ti a entrambi i lati per ottenere quanto segue: Ti - (entalpia di reazione /((capacità di calore del contenuto) x (massa di contenuti) + (costante di calorimetro))) = Tf

Inserire i numeri forniti come parte della domanda e li usa per calcolare Tf. Ad esempio, se l'entalpia di reazione è -200 kJ, la capacità termica della miscela formata dalla reazione è 0,00418 kJ /grammo Kelvin, la massa totale dei prodotti della reazione è di 200 grammi, la costante di calorimetro è di 2 kJ /K , e la temperatura iniziale è 25 C, che cos'è Tf?

Risposta: In primo luogo, scrivi la tua equazione: Tf = Ti - (Reazione entalpia /((capacità termica del contenuto) x (massa del contenuto) + (Costante calorimetrica)))

Ora, collega tutti i tuoi numeri e risolvi: Tf = 25 gradi - (-200 kJ /(0,00418 kJ /g K volte 200 g + 2 kJ /K)) Tf = 25 gradi - (-200 kJ /2.836 kJ /K) Tf = 25 + 70.5 Tf = 95.5 gradi C