Calorimetría es el estudio de la transferencia de calor y los cambios de estado resultantes de reacciones químicas, transiciones de fase o cambios físicos. La herramienta utilizada para medir el cambio de calor es el calorímetro. Dos tipos populares de calorímetros son el calorímetro de taza de café y el calorímetro de bomba.
Estos problemas demuestran cómo calcular la transferencia de calor y Cambio de entalpia utilizando datos del calorímetro. Mientras resuelve estos problemas, revise las secciones sobre taza de café y calorimetría de bomba y el leyes de la termoquímica.
Problema de calorimetría de la taza de café
La siguiente reacción ácido-base se realiza en un calorímetro de taza de café:
- H+(aq) + OH-(aq) → H2O (l)
La temperatura de 110 g de agua aumenta de 25.0 C a 26.2 C cuando 0.10 mol de H+ se hace reaccionar con 0,10 mol de OH-.
- Calcular qagua
- Calcule ΔH para la reacción
- Calcule ΔH si 1.00 mol OH- reacciona con 1.00 mol H+
Solución
Usa esta ecuación:
- q = (calor especifico) x m x Δt
Donde q es flujo de calor, m es
masa en gramos, y Δt es el cambio de temperatura. Al conectar los valores dados en el problema, obtienes:- qagua = 4.18 (J / g · C;) x 110 g x (26.6 C - 25.0 C)
- qagua = 550 J
- ΔH = - (qagua) = - 550 J
Sabes que cuando 0.010 mol de H+ o OH- reacciona, ΔH es - 550 J:
- 0,010 mol de H+ ~ -550 J
Por lo tanto, para 1.00 mol de H+ (o OH-):
- ΔH = 1.00 mol H+ x (-550 J / 0.010 mol H+)
- ΔH = -5.5 x 104 J
- ΔH = -55 kJ
Responder
- 550 J (asegúrese de tener dos personajes importantes.)
- -550 J
- -55 kJ
Problema de calorimetría de bomba
Cuando una muestra de 1.000 g del cohete alimenta hidrazina, N2H4, se quema en un calorímetro de bomba, que contiene 1.200 g de agua, la temperatura aumenta de 24,62 C a 28,16 C. Si la C para la bomba es 840 J / C, calcule:
- qreacción para la combustión de una muestra de 1 gramo
- qreacción para la combustión de un mol de hidrazina en el calorímetro de la bomba
Solución
Para un calorímetro de bomba, use esta ecuación:
- qreacción = - (qwater + qbomb)
- qreacción = - (4.18 J / g · C x m agua x Δt + C x Δt)
- qreacción = - (4.18 J / g · C x m agua + C) Δt
Donde q es flujo de calor, m es masa en gramos y Δt es el cambio de temperatura. Enchufar los valores dados en el problema:
- qreacción = - (4.18 J / g · C x 1200 g + 840 J / C) (3.54 C)
- qreacción = -20,700 J o -20.7 kJ
Ahora sabe que se generan 20.7 kJ de calor por cada gramo de hidrazina que se quema. Utilizando la tabla periódica Llegar pesos atómicos, calcule ese mol de hidrazina, N2H4, peso 32.0 g. Por lo tanto, para la combustión de un mol de hidrazina:
- qreacción = 32.0 x -20.7 kJ / g
- qreacción = -662 kJ
Respuestas
- -20.7 kJ
- -662 kJ