Med en kalorimeter kan du mäta reaktionsenthalpier eller värmekapacitet med hjälp av slutlig temperatur (Tf) av innehållet. Men vad händer om du känner till reaktionens entalpy av din reaktion och värmeförmågan hos materialen du använder och du vill förutsäga vad Tf kommer att vara i stället? Du kan också göra det här - och faktiskt är den här typen av problem en vanlig fråga om frågeställningar i kemi klasser.

Läs om läxan /frågeproblemet och bestäm vilken information du kan extrahera från frågan. Du får förmodligen en reaktionsenthalpi, kalorimeterns konstant och värmekapaciteten hos blandningen som bildas av reaktionen i kalorimetern, tillsammans med starttemperaturerna.

Antag att kalorimetern är perfekt, det vill säga att den inte tappa värme till sin omgivning.

Kom ihåg att i en perfekt kalorimeter är värmen som avges av reaktionen lika med summan av värmen som uppnåtts av kalorimetern och värmen som uppnåtts av dess innehåll. Dessutom kommer både kalorimetern och dess innehåll att nå samma slutliga temperatur - Tf. Följaktligen kan du använda denna information för att skriva följande ekvation: Reaktionsenthalpi = (innehållets varukapacitet) x (innehållsinnehåll) x (Ti - Tf) + (kalorimeterkonstant) x (Ti - Tf) där Ti är den första temperatur och Tf är slutlig temperatur. Observera att du subtraherar Tfinal från Tinitial och inte tvärtom. Det beror på att i kemin är reaktionsenthalpier negativa om reaktionen avger värme. Om du vill kan du subtrahera Ti från Tf istället så länge du kommer ihåg att vända tecknet på ditt svar när du är klar.

Lös för Tf enligt följande: Reaktionsenthalpy = (värmekapacitet ) x (Ti-Tf) x (Ti-Tf) + (Kalorimeterkonstant) x (Ti-Tf)

Faktor (Ti-Tf) ut från höger sida för att ge: Reaktionsenthalpy = Tf) x ((innehållets värmekapacitet) x (innehållsinnehåll) + (kalorimeterkonstant))

Dela båda sidor av (innehållets värmekapacitet) x (innehållsinnehåll) + (kalorimeterkonstant) ) för att ge följande: Reaktionsenthalpy /(innehållets värmekapacitet) x (innehållsinnehåll) + (kalorimeterkonstant)) = Ti - Tf

Vrid skylten på båda sidor och lägg sedan Ti på båda sidor för att ge följande: Ti - (Reaktionsenthalpy /((innehållets värmekapacitet) x (innehållsinnehåll) + (kalorimeterkonstant))) = Tf

Anslut de siffror som ges till dig som en del av frågan och använd dem för att beräkna Tf. Om till exempel reaktionsenthalpin är -200 kJ är värmekapaciteten hos blandningen som bildas genom reaktionen 0,00418 kJ /gram Kelvin, den totala massan av reaktionsprodukterna är 200 gram, kalorimeterns konstant är 2 kJ /K , och den ursprungliga temperaturen är 25 C, vad är Tf?

Svar: Skriv först ut din ekvation: Tf = Ti - (Reaktionsenthalpi /((innehållets värmekapacitet) x (innehållsinnehåll) + (Kalorimeterkonstant)))

Anslut nu alla dina nummer och lösa: Tf = 25 grader - (-200 kJ /(0.00418 kJ /g K gånger 200 g + 2 kJ /K)) Tf = 25 grader - (-200 kJ /2.836 kJ /K) Tf = 25 + 70,5 Tf = 95,5 grader C