Kuinka lasketaan etanolin ominaislämpö?

Olen tällä hetkellä kiinni tästä kysymyksestä. Voiko joku auttaa minua tässä?

100 g vettä lämmitettiin välillä $ \ pu {15 ° C} $ – $ \ pu {70 ° C} $ polttamalla $ \ pu {20 g} $ etanolia. Kuinka paljon energiaa moolilla tällä etanolilla on?

Toistaiseksi olen laskenut, että $ \ pu {$ {pu {0,43 mol} $ on { 20 g} $ etanolia kaavalla $ n = m / M $. \ begin {tasaus} m & = \ pu {20 g} \\ M & = 12 + 3 + 12 + 2 + 16 + 1 = \ pu {46 g / mol} \\ n & = 20/46 = \ pu {0,43 mol} \\ \ end {tasaus}

Tästä eteenpäin en ole varma, pitäisikö minun jakaa veden lämmittämiseen käytetty energia aineen määrällä. Käyttämällä erityistä lämpökaavaa

$$ Q = c \ cdot m \ cdot \ Delta {} T = \ pu {4.2 J // g \ cdot K} \ cdot \ pu {100 g} \ cdot \ pu {55 K} = \ pu {23100 J} $$

$$ \ text {Energia / mooli} = \ frac {\ pu {23100 J}} {\ pu {0,43 mol}} = \ pu {53720,93 J // mol}. $$

On onko tämä oikea vastaus?

Vastaus

Jokaisessa grammassa vettä on ominaislämpö 4 J/(K.g) *. Joten $ \ pu {100 g} $ veden lämmittäminen $ \ pu {15 ° C} $: sta $ \ pu {70 ° C} $: iin kestää:

Heat = (70°C - 15°C) * 100g * 4 J/(K.g) = 22,000 joules = 22 kJ 

$ \ pu {20 g} $ etanolia olisi:

Ethanol mol = (20g / 46,07 g/mol) = 0.43 mol 

Tämä tarkoittaa siis seuraavaa:

0.43 mol = 22 kJ mol = 22 / 0.43 mol = 50677 J = 50.67 kJ 

Joten etanoli on 50.67 kJ/mol vs 53.72 kJ/mol sanonut b y sinä. Sanoisin, että olet tehnyt hienot kotitehtäväsi, ero on hyvin pieni (olen käyttänyt desimaaleja laskemaan, ehkä et. (Alta löydät tarkemman vastauksen)).

* Vesikohtainen lämpö : vesi muuttaa sen ominaislämpöä, kun se muuttaa sitä lämpöä. Esimerkiksi: ( Wikipedia )

Water at 100 °C (steam) 2.080 J/(K.g) Water at 25 °C 4.1813 J/(K.g) Water at 100 °C 4.1813 J/(K.g) Water at −10 °C (ice) 2.05 J/(K.g) Normaly it"s used: 4.1813 J/(K.g) 

Parempi taulukko löytyy kohdasta ranskalainen sivu .
Käyttämällä tätä taulukkoa voimme tehdä paremman lähentämisen:

Water heat = (70°C - 15°C) * 100g Water heat = (293.03 J - 63.04 J) * 100g Water heat = 229.99 J * 100g Water heat = 22,999 J = 22.999 kJ ≈ 22.9 kJ Ethanol mol = (20g / 46.07 g/mol) = 0.43 mol Exactly: 0,4341219882787063164749294551769 mol 0.43 mol = 22999 J mol = 22999 / 0.43 mol = 52978.19 J = 52.97819 kJ ≈ 52.97 kJ Exactly: 52978,196500000000000000000000001 J Answer: Ethanol has 52.97 kJ/mol. A value closer to your own value. 

PD: Olen vain normaali ihminen, joka rakastaa kemiaa, ehkä olen väärässä. Esimerkiksi teoriassa minulla ei ole aavistustakaan, mitä tarkoittaa $ Q = c \ cdot m \ cdot \ Delta {} T = \ pu {4.2 \ frac {J} {g \ cdot K}} \ cdot \ pu {100 g} \ cdot \ pu {55 K} = \ pu {23100 J} $ No, minulla on joitain ideoita, mutta en ole oppinut sitä koulussa.

Muokkaa:

Huomaan, että sinulla on oma mooli etanolia (46 g/mol minun 46.07 g/mol sijaan) ja oma vesilämpö (4.2 J/(K.g)). Sinun on tehtävä:

Water heat = (70°C - 15°C) * 100g * 4.2 J/(K.g) Water heat = 55°C * 100g * 4.2 J/(K.g) Water heat = Water heat = 23100 J = 23.1 kJ Ethanol mol = (20g / 46 g/mol) = 0.43 mol Exactly: 0.43478260869565217391304347826087 mol 0.43 mol = 23100 J mol = 23100 / 0.43 Using mol decimals (0.43478260869565217391304347826087) mol = 53130 k = 53.13 kJ Using only 2 decimals (0.43) mol = 53720,93 J ≈ 53.72 kJ Exactly: 53720,930232558139534883720930233 J Answer: Ethanol has 53.13 kJ/mol (With decimals) or 53.72 kJ (with 2 decimal). So yes! You have done right! 

kommentteja

  • Kimchiboy03 oletti, että lämpökapasiteetti on $ \ pu {0,42 J / mol K} $, kun taas ensin lasketaan, että lämpökapasiteetti on $ \ pu {0,4 J / mol K} $, jonka arvo on on melkein $ \ pu (5%} $ pienempi kuin edellinen. Lisäksi Kimchiboy03 oletti, että etanolin moolimassa oli $ \ pu {46 g / mol} $, ja sinä $ \ pu {46.07 g / mol} $. Nämä myötävaikuttavat tulosten numeerisiin eroihin. Loppujen lopuksi pyöristän $ \ pu {52978 J} $ enintään $ \ pu {52.98 kJ / mol} $, enempää kuin $ \ pu { 52 0,97 kJ / mol} $. Vaikka tämän voidaankin nähdä olevan nit-picking.
  • @Buttonwood, oi, käytin Wikipedian mol-arvoa.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *