Termohemija

danica_d's picture

Nikako nisam dobila tačno rešenje ovog zadatka iz termohemije pa molim za pomoć: 
https://ibb.co/XZRjFzh

Predrag Milosevic's picture

Ovaj zadatak je prilicno teoretski i u praksi tesko (ako ne i nemoguce izvodljiv) .

Zasto....pa zato sto smo se fokusirali samo na Na+ ion u vodi...a to je nemoguce bez kontra negativnog iona ...npr Cl-  ili recimo OH-.

Ali eto, verovatno se htelo videti koliko studenti barataju sa sabiranjem i oduzimanjem energija koje se dobijaju ili trose za pojedine procese...

U zadatku kazu, da smo potrosili energiju...na sta...

Prvo da bi metalni natrijum postao atomski i da lebdi u atmosferi...znaci sublimacija..

Drugo trosimo energiju da izbacimo jedan elektron iz omotaca natrijuma i na taj nacin pravimo od njega Na+ ion

E sad, treba da zamislimo da taj Na+ ion "bucne" u vodu i onda se okruzi molekulima vode...i tu cemo dobiti neku energiju...koliku? to pitaju u zadatku

I jos jedan podatak iz zadatka...ako sam to dobro shvatio je....da citav taj proces od metalnog Na...pa preko sublimacije ...pa ionizacije i na kraju hidratacije daje toplotu od 239.7 kJ/mol i to sa znakom - ...znaci egzoterman je. Nista drugo nam ne preostaje nego da napisemo sta smo ispricali.

108.7 + 493.7 + X = -239.7

X= -842.1 kJ/mol

U literaturi nisam nasao podatak za ovaj proces ali sam nasao da ako startujemo od Na+ iona...(znaci vec je dosta toga uradjeno (i potrosena energija), sublimacija, ionizacija)....znaci samo hidratacija od Na+ do Na+(aq) dobije se 406kJ/mol energije (znak je -)

danica_d's picture

rešenje je tačno! 

Pri nastajanju litijeva fluorida energijske promene za pojedine stepenje reakcije su:
ΔfH (LiF,s) = – 612 kJ/mol
ΔsublH(Li,s) = 155 kJ/mol
ΔdisH(F2,g) = 159 kJ/mol
L Ei(Li,g) = 520 kJ/mol
L Eea(F,g) = 333 kJ/mol
Odredite energiju kristalne rešetke. 

malo me ovde zbunjuje ΔfH, nisam baš shvatila zašto je zadan

Predrag Milosevic's picture

ovde moramo da znamo sta zance neki pojmovi.

Entalpija formiranja LiF nije isto sto i energija kristalne resetke.

Energija kristalne resetke...po nekoj konvenciji znaci da je sve vec pripremljeno, imamo naelektrisane cestice i sad se one jedine (na osnovu elektrostatickog privlacenja) i tu dobijemo neku energiju (energiju kristalne resetke).

Mogli bi reci i obrnuto...energija kristalne resetke je ona energija koja mora da se potrosi da te naelektrisane cestice razdvojimo na veliku daljinu...

a entalpija formiranja je nesto duzi put...pa tu prvo isparavamo Li pa onda izbacujemo elektron, pa rastavljamo F atome jer su bili kao F2 pa onda gledamo sta se dobije od energije kad F primi elektron i tek onda dodjemo na onu starnu poziciju da se naelektrisane cestice sjedine u kristalnu resetku...znaci podjemo od entalpije formiranja pa nabrajamo sta sve mora da se obavi i usput sabiramo energije...

-612 = 155 + 159/2 520 + (-333) + X

X je energija kristalne resetke

takodje obrati paznju da je za F2 uzeto samo 1/2 jer nama treba samo jedan F, a ne 2

jos da dodam za F elektronski afinitet ce imati negativni znak (dobijamo energiju)

X= 1033.5 kJ/mol    ako sam dobro izracunao za kristalnu resetku

danica_d's picture

hvala vam mnogo, rešenje je tačno! ja sam predznak zeznula

a zašto se ne može gledati fluor kao dvoatomna molekukula ? da li zato što se gleda entalpija po molu jedinjenja?

ovaj zadatak isto nisam tačno rešila pa ako možete pomoći: 
https://ibb.co/BZPHk6R

 

Predrag Milosevic's picture

Fluor jeste dvoatomna molekula...i energija koja se trosi za odvajanje ta dva atoma je data za jedan mol tog jedinjenja...na kraju mi dobijemo dva mola atoma...a treba nam samo jedan mol za nas "posao" sa Li...tako da se uzima samo 1/2 energetskog utroska za razdvajanje F.

Novi zadatak cu pokusati resiti za koji dan (trenutno sam na putu...)

danica_d's picture

može

Predrag Milosevic's picture

Da vidimo scenario sta se dogadja u ovom zadatku....

Prvo, 52g leda koji je na -15C treba dovesti na 0C leda...tu trosimo energiju H1

Drugo, tih 52 leda na 0C sada treba prevesti u vodu na 0C....tu trosimo energiju H2

Trece, ocekujemo da nasih 52g vode na 0C sada pocne da hladi onu vecu kolicinu vode 420g na 25C i naravno samim time ce da se sama zagreje. Oznacicemo tu neku finalnu temeraturu sa Tf

Cetvrto, nasih 420g vode na 25C ce se hladiti na finalnu temperaturu Tf i ta dobijena energija ce ici da kontrira svim ovim vec nabrojanim energijama H1,H2,H3

H1 + H2 + H3 =H4

Da vidim sada da pripremimo nase konstante da rade na gram vode umesto mola...tj podelimo ih sa 18....pa ce biti 

Entalpija taljenja leda = 333.7 J/g

Toplinski kapacitet leda = 2.11 J/gK

Toplinski kapacitet vode 4.18 J/gK

H1= 52 * 2.11 * 15 = 1645.8 J

H2 = 52 * 333.7 = 17352 J

H3 = 52 * 418 * (Tf - 0)

H4 = 420 * 4.18 * (25 -Tf)

uvrstimo to u onaj izraz H1 + H2 + H3 = H4

resimo po Tf.....ja sam dobio Tf=12.6C

danica_d's picture

Molila bih  uputu za ovaj zadatak odnosno kako ste naveli scenarije kao u prethodnom: 

tekući se NH3 rabi kao rashladno sredstvo i tečnost koja prenosi toplinu. Zagrijava se 10 kg NH3 od -50 oC i dalje do 0 oC, koliko energije valja utrošiti? zadani su specifični topl kapacitetti od NH3 za agregacijska stanja g i l te molarna entalpija isparavanja. 

Rešila bih lako taj zadatak pomoću gornjeg no ne znam raščlaniti na korkae. rekla bih da ima 2x H odnosno da sve dva puta dovodi različita količina toplote- za zagrejavanje od -50 do -33,6  i za od -33,6 do 0 međutim u rešenju je H tri puta naveden odnosno Q i to na način:

Qukupno=Q1+Q2+Q3

pa se malo zbunila. 

Predrag Milosevic's picture

Treba imati sliku (ili bolje reci film) sta se dogadja...

Prvo imamo tecnost (NH3) i to 10kg  na -50C...onda to grejemo (znaci trosimo energiju)...nista se narocito ne dogadja, tekucina je mirna iako se temeperatura dize sve do -33.3 C (to je prva faza ili Q1) kad pocne da kljuca ....tu se temperatura zaustavi iako i dalje grejemo sve dok tekucina potpuno ne ispari...(to je druga faza ili Q2)...posle temperatura raste od -33.3 C do 0C, naravno zato sto i dalje grejemo gas NH3 (to je treca faza ili Q3)

U racunu nam ide olaksica da je rec o 10kg NH3...tako da date vrednosti iz literature koje su date po kg materijala samo pomnozimo sa 10...pa ce biti

Q = Q1 + Q2  + Q3

Za Q1 kada dizemo temperaturu od -50C do -33.3C tje nekih 16.67 C utrosimo 790.8 kJ (16.67 * 47.44)

Za Q2 ...kad kuvamo i isparavamo 10kg NH3 potrosimo 13720 kJ

Za Q3 kad dizemo temperaturu od -33.3 C do 0C  potrosimo jos 724.9 kJ (33.3 * 21.75)

Sve ukupno 15235.7 kJ

danica_d's picture

a da li postoji Q3 ako NH3 potpuno ispari u drugom koraku? 

Predrag Milosevic's picture

Da...koliko vidim niko nije rekao da se sve desava u nekom loncu bez poklopca...

Ja sam uzeo da je NH3 u zatvorenoj posudi ali u kojoj moze prelaziti iz tecnog u gasno stanje u zavisnosti od temperature okoline i to bez "isparavanja" tj gubitka molekula NH3 u okolinu