În prezent sunt blocat de această întrebare. Poate cineva să mă ajute cu asta?
100 g de apă au fost încălzite de la $ \ pu {15 ° C} $ la $ \ pu {70 ° C} $ arzând $ \ pu {20 g} $ de etanol. Câtă energie pe mol are acest etanol?
Până acum am calculat că există $ \ pu {0,43 mol} $ în $ \ pu { 20 g} $ de etanol folosind formula $ n = m / M $. \ begin {align} m & = \ pu {20 g} \\ M & = 12 + 3 + 12 + 2 + 16 + 1 = \ pu {46 g / mol} \\ n & = 20/46 = \ pu {0,43 mol} \\ \ end {align}
De aici, nu sunt sigur dacă ar trebui să împart energia utilizată pentru încălzirea apei la cantitatea de substanță. Folosind formula specifică de căldură,
$$ Q = c \ cdot m \ cdot \ Delta {} T = \ pu {4.2 J // g \ cdot K} \ cdot \ pu {100 g} \ cdot \ pu {55 K} = \ pu {23100 J} $$
$$ \ text {Energy per mole} = \ frac {\ pu {23100 J}} {\ pu {0.43 mol}} = \ pu {53720.93 J // mol}. $$
Este acesta este răspunsul corect?
Răspuns
Fiecare gram de apă are o căldură specifică de 4 J/(K.g) *. Prin urmare, încălzirea $ \ pu {100 g} $ de apă de la $ \ pu {15 ° C} $ la $ \ pu {70 ° C} $ ar lua:
Heat = (70°C - 15°C) * 100g * 4 J/(K.g) = 22,000 joules = 22 kJ $ \ pu {20 g} $ de etanol ar fi:
Ethanol mol = (20g / 46,07 g/mol) = 0.43 mol Deci, aceasta înseamnă că:
0.43 mol = 22 kJ mol = 22 / 0.43 mol = 50677 J = 50.67 kJ Deci etanolul a 50.67 kJ/mol vs 53.72 kJ/mol spus b tu tu. Aș spune că ți-ai făcut bine temele, există o diferență foarte mică (am folosit câteva zecimale pentru a calcula, poate că nu. (Mai jos puteți găsi un răspuns mai precis)).
* Căldură specifică apei : apa își schimbă căldura specifică când o schimbă căldură. De exemplu: ( 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) Un tabel mai bun poate fi găsit în o pagină franceză .
Folosind acest tabel putem realiza o aproximare mai bună:
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: Sunt doar o persoană normală căreia îi place chimia, poate mă înșel. De exemplu, în teorie nu am idee ce înseamnă $ 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} $ Ei bine, am câteva idei, dar nu le-am învățat la școală.
Editați:
Observ că ai propriul tău mol de etanol (46 g/mol în loc de 46.07 g/mol) și propriul tău specific căldura apei (4.2 J/(K.g)). Trebuie să faceți:
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! Comentarii
- Kimchiboy03 și-a asumat o capacitate de căldură de $ \ pu {0,42 J / mol K} $, în timp ce calculul presupune mai întâi cu o capacitate de căldură de $ \ pu {0,4 J / mol K} $ o valoare care este aproape $ \ pu (5%} $ mai mic decât primul. În plus, Kimchiboy03 a presupus o masă molară de etanol de $ \ pu {46 g / mol} $, iar dvs. $ \ pu {46,07 g / mol} $. Acestea contribuie la diferențe numerice în rezultate. În cele din urmă, aș rotunji $ \ pu {52978 J} $ până la $ \ pu {52,98 kJ / mol} $, mai degrabă decât la $ \ pu { 52 .97 kJ / mol} $. Chiar dacă acest lucru poate fi văzut ca nit-picking.
- @Buttonwood, oh, am folosit valoarea molului din Wikipedia.