Problèmes de chimie calorimétrique et de flux thermique

La calorimétrie est l'étude du transfert de chaleur et des changements d'état résultant de réactions chimiques, de transitions de phase ou de changements physiques. L'outil utilisé pour mesurer le changement de chaleur est le calorimètre. Deux calorimètres populaires sont le calorimètre à tasse à café et le calorimètre à bombe.

Ces problèmes montrent comment calculer le transfert de chaleur et le changement d'enthalpie à l'aide des données du calorimètre. Tout en travaillant ces problèmes, passez en revue les sections sur la calorimétrie des tasses à café et des bombes et les lois de la thermochimie.

Problème de calorimétrie de tasse de café

La réaction acide-base suivante est effectuée dans un calorimètre à tasse de café:

• H⁺(aq) + OH^-(aq) → H₂O (l)

La température de 110 g d'eau passe de 25,0 C à 26,2 C lorsque 0,10 mol d'H⁺ est mis à réagir avec 0,10 mole de OH^-.

• Calculez q_l'eau
• Calculer ΔH pour la réaction
• Calculer ΔH si 1,00 mol OH^- réagit avec 1,00 mol H⁺

Solution

Utilisez cette équation:

• q = (chaleur spécifique) x m x Δt

Où q est le flux de chaleur, m est la masse en grammes et Δt est le changement de température. En branchant les valeurs données dans le problème, vous obtenez:

• q_l'eau = 4,18 (J / g · C;) x 110 g x (26,6 C - 25,0 C)
• q_l'eau = 550 J
• ΔH = - (q_l'eau) = - 550 J

Vous savez que lorsque 0,010 mole de H⁺ ou OH^- réagit, ΔH est - 550 J:

• 0,010 mol H⁺ ~ -550 J

Par conséquent, pour 1,00 mole de H⁺ (ou OH^-):

• ΔH = 1,00 mol H⁺ x (-550 J / 0,010 mol H⁺)
• ΔH = -5,5 x 10⁴ J
• ΔH = -55 kJ

Répondre

• 550 J (Assurez-vous d'avoir deux chiffres significatifs.)
• -550 J
• -55 kJ