Termohemija

danica_d's picture

U kalorimetru je 50 mL NaOH  koncentracije 3,00 mol/L neutralisano sa 50 mL klorovodične kiseline  koncentracije 3,00 mol/L. Temperatura rastvora povisila se sa 21 °C na 41 °C.
Izračunajte standardnu reakcijsku entalpiju, uz pretpostavku da kalorimetar nije apsorbovao energiju te da je specifični toplinski kapacitet rastvora 4,2 J/gK, a gustina obiju rastvora 1 g/mL.
R: -56,0 kJ/mol 

 

ne znam postupak ovakovih zadataka pa molim za pomoć

Predrag Milosevic's picture

Ovo je zadatak iz domena fizicke hemije...a oni narocito vole formule na koje se oslanjaju u radu...kao neki alat.

NaOH + HCl ----->   NaCl   +  H2O

Tako i mi mozemo da podjemo od formule, izraza, za toplotu

Q = m x c x dT

nase m ce biti 50g + 50g ...znaci 100g (ili 100ml ukupno i gde je gustina 1g/ml)

nase c = 4.2 J/gK

dT ce biti 41-21 = 20 K (ili C svejedno)

sta dobijemo Q = 100 x 4.2 x 20 = 8400J   ili 8.4 kJ 

toplote kada je reagovao neki broj molova (to tek treba da izracunamo)...da vidimo recimo 50ml 3M NaOH...to mu dodje 3 x 50/1000 = 0.15 molova

znaci kad reaguje 0.15 molova NaOH dobije se 8.4 kJ....a 1 mol (to je ono sto nam treba) ce biti proporcionalno vise ...56kJ

kako se oslobadja toplota znak ce biti negatican - 56kJ/mol

asterix's picture

a što naprimer da je jedan od reaktanata u suvišku? jel bi onda njegovu masu uvrstili u izraz Q=cmDT?

Predrag Milosevic's picture

Da. Toplota reakcije se vidi na termometru...Sav visak je za nas kao balast ali koji treba zagrejati...jer sta mi radimo ...izmerimo temperaturu pre i posle reakcije. Energiju i toplotu nam daje onaj broj molova koji se sav utrosio u reakciji...kad se dobije ta energija ona se sad prenosi na svu masu koja je unutar calorimetra. Takodje, nepotrebni visak kojecega bi mogao promeniti specificnu toplotu...pa ako radimo eksperiment treba uzeti rekatanata taman koliko treba da se reakcija zavrsi. Nakon toga kad odredimo toplotu reakcije...tek tada mi "stelujemo" rezultat da ispadne kao da je reagovao 1 mol NaOH recimo, a ne nekih 0.15 mola...

danica_d's picture

iskreno ne znam

danica_d's picture

Zašto postoje toplinski kapacitet, specifični toplinski kapacitet i molarni toplinski kapacitet? jasno mi je da se jedan odnosi na masu a drugi na množinu supstance, ali koja svrha onda toplinskog kapaciteta koji je jednak C=Q/DT - čemu služi? 

ako imamo zadatak tipa ovoga, malo sam se smuvala u b) zadatku: 

https://ibb.co/jWczkDX

možemo li isti rešiti na način da u formulu za molarni kapacitet - Cm= Q/n*DT 

uvrstimo svaku veličinu posebno - Q je zadan, DT se izračuna u a) zadatku i množina se posebno izrčuna jer je zadana masa gvožđa. 

Ili moramo isključivo ovako - množenjem specifičnog kapaciteta s molarnom masom kako se izvede iz formula- što je rešenje zadatka:  
https://ibb.co/dGwLc6P

kad radim na način da u formulu za molarni kapacitet uvrstim množinu koju izračunam sa strane : 
Cm= Q/n*DT 

ispada da je to onda molarni toplinski kapacitet za 3,58 mola jer toliko mi ispada množina (200 g  /  5585 gmol-1= 3,58 mola) a ne za 1mol kako se izražava inače molarni pa se bojim da tako ne ide ipak... a rešenje ispade gotovo identično računala ovako ili povezivanjem formula kako je u rešenju. 

 

 

 

Predrag Milosevic's picture

Formule su prilicno dobra stvar kad radimo jednu te istu stvar godinama bez promene...cim malo pomerimo stvari odjednom vise nismo sigurni da li mozemo da koristimo neku formulu za izracunavanje...

Sta znaci toplotni kapacitet? To znaci, ako posmatramo recimo 1kg necega...recimo gvozdja...i onda se pitamo koliko energije treba da se potrosi da se temperatura promeni za 1C ili (ili 1K...sto mu dodje na isto). Onda je neko to radio ranije i kaze ...pa treba 450 J za taj posao...Posle mi mozemo da razmisljamo...sta ako imam samo pola kg gvozdja koliko onda energije treba da se promeni temperatura za 1C tj 1K....I bez formule vidimo da nam treba 225 J, tj upola manje. To je ta logika...

Sad nam neko da da posmatramo 200g gvozdja i kaze ...tom gvozdju smo dali 10kJ energije. To je isto kao da posmatramo 1000g gvozdja i damo toj masi 5 puta vise energije , znaci 50kJ

Sad razmisljamo...450J ce toj masi gvozdja (1kg) da povisi temperaturu za 1K (ili 1C)...a 50kJ (50000J) koliko?....vise od sto puta...tacnije 111.1K

b) molarni kapacitet?

Tu posmatramo i mol Fe odnosno 55.8g Fe

To je mnogo manje od 1000g za koji vazi pravilo da treba 450J energije za promenu jednog K ili C

Proporcionalno....mali racun kaze ...treba 25.1J   za tih 55.8g Fe.....i to je molarni kapacitet.

 

Predrag Milosevic's picture

Da dodam neko svoje misljenje zasto postoje ti "kapaciteti" toplotni, molarni itd

Pa, u sustini, to je nacin da neko predstavi svoj rad nama i da nam kaze koliko je "tesko" nesto uraditi...recimo podici temperaturu nekog materijala za 1C

Tako, na primer...za 1kg Fe rezultat je bio 450J utrosene energije...a za vodu, recimo, neverovatnih 4184 J za isti posao...i tako od materijala do materijala neko je slozio podeblju knjigu podataka...i mi mozemo biti "zahvalni" sto ne moramo to da radimo...izuzev eventualno napravimo mali proracun ako ne koristimo, recimo 1kg materijala...nego imamo neku drugu masu...samo primenimo proporciju...