Enthalpie En Calorimeter Meten
Enthalpie En Calorimeter Meten
De meeste enthalpie-veranderingen kunnen experimenteel worden gemeten. Dit proces wordt “meten van warmteoverdracht” calorimetrie genoemd. Calorimeters zijn apparaten die worden gebruikt bij het meten van de warmtestroom. In calorimeters;
Warmte Geabsorbeerd = Warmte Afgegeven
Een eenvoudige calorimeter wordt getoond in onderstaande afbeelding; 
Calorimeter is een container gevuld met water en geïsoleerd. Aangezien het geïsoleerd is, gaat er geen warmte verloren of wordt het overgedragen met de omgeving. Zaken worden in de reactiehouder geplaatst. Met behulp van de roerder maken we de temperatuur van het water overal gelijk. Bovendien wordt thermometer gebruikt om de temperatuur van water te meten voordat en nadat de reactie is voltooid.
Ti = begintemperatuur (vóór reactie)
Tf = eindtemperatuur (na reactie)
Na metingen als;
- Ti <Tf, reactie geeft warmte aan water en laat de temperatuur stijgen. Het is dus een exotherme reactie.
- Ti> Tf, reactie absorbeert warmte uit water en laat de temperatuur dalen. Het is dus een endotherme reactie.
Warmtestroom in calorimeter wordt berekend met de volgende formule;
Q=mcal.ccal.ΔT + mwater. cwater.ΔT
Waar;
mcal = massa van calorimeter, in g.
ccal = specifieke warmtecapaciteit van calorimeter
mwater = massa water in g.
cwater = specifieke warmtecapaciteit van water
ΔT = verschil tussen begin en eindtemperatuur
Omdat ΔT hetzelfde is voor water en calorimeter, wordt de formule;
Q=(mcal .ccal + mwater + cwater).ΔT
Als we schrijven;
Ccal=mcal.ccal
Cwater=mwater.cwater
Q=(Ccal + Cwater).ΔT=Csystem.ΔT
We weten het aantal mol reactanten. Volgens de coëfficiënt van zaken in reactie, wordt ΔH waarde berekend. Als de temperatuur van het systeem dan toeneemt, is de reactie endotherm, we nemen ΔH positief. Als de temperatuur van het systeem stijgt, is de reactie exotherm en wordt ΔH negatief.
Voorbeeld: Welke van de volgende applicaties zijn exotherm?
I. X(g) + Y(g) → Z(g) + T(g)
De som van de bindingsenergieën van producten is groter dan de som van de bindingsenergieën van reactanten.
II. Wanneer verbinding A in water oplost, daalt de watertemperatuur.
III. 2B(g) + C(g) → 2D(g)
De hierboven gegeven reactie vindt plaats in geïsoleerde container en de druk in de container neemt toe.
Oplossing:
I. Als de som van bindingsenergieën van producten groter is dan bindingsenergieën van reactanten, is de energie die vrijkomt bij het vormen van nieuwe binding in producten groter dan de energie die wordt gebruikt om bindingen van reactanten te verbreken. Met andere woorden, reactie is exotherm.
II. Als de temperatuur van water daalt, absorbeert de reactie warmte uit water. De reactie is dus endotherm.
III. In deze reactie neemt het aantal mol gassen af, daarentegen neemt de druk toe. Om de druk te verhogen, stijgt ook de temperatuur van het systeem. De reactie moet dus exotherm zijn.
Voorbeeld: Verbrandingenthalpie van steenkool is -5500 kcal / g. Hoeveel kilo kool moet worden verbrand om 5 kg water in calorimeter te verhogen van 20 0C tot 42 0C? (water = 1cal / g 0C)
Oplossing:
De benodigde warmte voor het verhogen van de temperatuur van 5 kg = 5000 g water van 20 ° C tot 42 ° C wordt berekend met de volgende formule; Q= m.c.ΔT
Q=5000.1.(42-20)
Q=110000 cal
Als 1 g steenkool wordt verbrand, komt 5500 cal warmte vrij
Als X g steenkool wordt verbrand, komt 110000 cal warmte vrij
——————————————————————————
X=20 g steenkool
Enthalpie van de reacties hangt af van;
- Hoeveelheid materie
- Fysieke toestand van materie
- Druk
- Temperatuur
- Soorten materie