Sisältö

• Astua
• Vinkkejä

Aina kun sekoitat kemiallisia komponentteja, joko keittiössä tai kemiallisessa laboratoriossa, luot uusia aineita, joita kutsumme "tuotteiksi". Näiden kemiallisten reaktioiden aikana lämpö voidaan absorboida ympäristöstä tai antaa sitä ympäristöön. Lämmönvaihto kemiallisen reaktion aikana ympäristön kanssa tunnetaan reaktion entalpiana, kirjoitettuna nimellä ∆H. Löydät ∆H lukemalla seuraavan artikkelin.

Astua

1. Valmista reagenssit kemiallista reaktiota varten. Jotta reaktion entalpia voidaan mitata oikein, tarvitset ensin oikean määrän kutakin reagenssia.
   • Oletetaan esimerkiksi, että haluat löytää reaktion entalpian, jossa vesi muodostuu vedystä ja hapesta: 2H2 (vety) + O2 (happi) → 2H2O (vesi). Oletetaan tämän esimerkin tarkoituksissa, että meillä on 2 moolia vetyä ja 1 mooli happea.
2. Puhdista reaktioastia. Varmista, että reaktio tapahtuu ilman saastumista, puhdistamalla reaktioastia (yleensä kalorimetri), jota haluat käyttää.
3. Aseta sekoitustikku ja lämpömittari reaktioastiaan. Valmista seos tarpeen mukaan ja mittaa niiden lämpötila pitämällä sekoitussauvaa ja lämpömittaria kalorimetrissä.
4. Kaada reaktantit reaktioastiaan. Kun kaikki on kunnolla valmistettu, voit laittaa reagoivat aineet kalorimetriin. Sulje se sitten välittömästi.
5. Mittaa lämpötila. Käytä lämpömittaria, jonka asetit kalorimetriin, rekisteröi lämpötila välittömästi reaktanttien lisäämisen jälkeen.
   • Oletetaan, että yllä olevassa esimerkissä laitat vetyä ja happea kalorimetriin, sammutat sen ja havaitsit lämpötilan (T1) 150 K (joka on hyvin matala).
6. Jatka vastausta. Anna aineiden reagoida, sekoita tarvittaessa sen nopeuttamiseksi tarkalleen.
7. Mittaa lämpötila uudelleen. Kun reaktio on mennyt loppuun, kirjaa lämpötila uudelleen.
   • Oletetaan, että esimerkissä toinen lämpötila on (T2) tai 95 K.
8. Laske T1: n ja T: n lämpötilaero. Huomaa eron asT.
   • Esimerkissä lasket ∆T seuraavasti:
     ∆T = T2 - T1 = 95K - 185K = -90K
9. Määritä reagoivien aineiden kokonaismassa. Jos haluat laskea reaktanttien kokonaispainon, tarvitset komponenttien moolimassa. Moolimassa on vakio; Löydät nämä tavallisista jaksollisista taulukoista tai muista kemian taulukoista.
   • Yllä olevassa esimerkissä käytetään vetyä ja happea, joiden moolimassa on vastaavasti 2 g ja 32 g. Koska sinulla on 2 moolia vetyä ja olet käyttänyt 1 moolia happea, voit laskea reaktanttien kokonaispainon seuraavasti:
     2x (2g) + 1x (32g) = 4g + 32g = 36g
10. Laske reaktion entalpia. Kun olet tehnyt tämän, voit määrittää reaktion entalpian. Kaava näyttää tältä: ∆H = (m) x (s) x (∆T)
    • Kaavassa m on reagoivien aineiden kokonaismassa; s on ominaislämpö, ​​joka on vakio myös jokaiselle alkuaineelle tai yhdistelmämateriaalille.
    • Yllä olevassa esimerkissä lopputuote on vesi, jonka ominaislämpö on 4,2 JK-1 g-1. Siksi reaktion entalpia voidaan laskea seuraavasti:
      ∆H = (36 g) x (4,2 JK-1 g-1) x (-90K) = -13608 J
11. Merkitse tulos muistiin. Jos vastauksesi merkki on negatiivinen, reaktio on eksoterminen: lämpöä menetetään ympäristöön. Jos vastauksen merkki on positiivinen, reaktio on endoterminen: lämpö imeytyy ympäristöstä.
    • Yllä olevassa esimerkissä viimeinen vastaus on -13608 J. Joten tämä on eksoterminen reaktio, joka käyttää merkittävän määrän energiaa.

Vinkkejä

• Nämä laskelmat tehdään Kelvinissä (K) - asteikolla lämpötilan mittaamiseksi aivan kuten Celsius. Jos haluat muuntaa Kelvin celsiusasteeksi, lisää vain 273 astetta: K = C + 273.