Πώς βρίσκετε μια μάζα ουσίας που διαλύεται σε διάλυμα δεδομένης θερμοκρασίας και joules;

Δεν μπορείτε να βρείτε απευθείας τη μάζα μιας ουσίας που διαλύεται σε ένα διάλυμα χρησιμοποιώντας μόνο θερμοκρασία και joules. Εδώ είναι γιατί:

* joules αντιπροσωπεύουν ενέργεια, όχι μάζα Οι Joules μετράνε την ποσότητα της θερμικής ενέργειας που μεταφέρεται, όχι η ποσότητα της υπάρχουσας ύλης.

* Η αλλαγή θερμοκρασίας από μόνη της δεν σας λέει για τη μάζα Μια μεγάλη μεταβολή της θερμοκρασίας σε μια μικρή μάζα νερού απαιτεί λιγότερα joules από μια μικρή αλλαγή θερμοκρασίας σε μια μεγάλη μάζα νερού.

Για να βρείτε τη μάζα μιας διαλυμένης ουσίας, χρειάζεστε πρόσθετες πληροφορίες, όπως:

1. Η θερμότητα του διαλύματος (ενθαλπία της διάλυσης): Αυτή είναι η ποσότητα θερμότητας που απορροφάται ή απελευθερώνεται όταν ένα μολύβι μιας ουσίας διαλύεται σε ένα διαλύτη.

2. Η ειδική θερμική ικανότητα της λύσης: Αυτή είναι η ποσότητα της θερμικής ενέργειας που απαιτείται για την αύξηση της θερμοκρασίας ενός γραμμάριου διαλύματος κατά ένα βαθμό Κελσίου.

3. Οι αρχικές και τελικές θερμοκρασίες της λύσης: Αυτό σας λέει την αλλαγή θερμοκρασίας που συνέβη κατά τη διάρκεια της διαδικασίας διάλυσης.

Εδώ μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτές τις πληροφορίες για να υπολογίσετε τη μάζα μιας διαλυμένης ουσίας:

1. Υπολογίστε την απορρόφηση ή απελευθερωμένη θερμότητα:

* ΔH =M × C × Δt

όπου:

* Το ΔH είναι η θερμότητα που απορροφάται ή απελευθερώνεται (Joules)

* m είναι η μάζα του διαλύματος (γραμμάρια)

* C είναι η ειδική θερμική ικανότητα του διαλύματος (joules ανά γραμμάριο ανά βαθμό Κελσίου)

* Δt είναι η αλλαγή της θερμοκρασίας (Κελσίου)

2.

* Χρησιμοποιήστε τη θερμότητα του διαλύματος (ΔHSOLN) και την απορρόφηση ή την απελευθέρωση θερμότητας (ΔH) για να υπολογίσετε τα γραμμομόρια της ουσίας που διαλύθηκαν.

* Moles της ουσίας =ΔH / ΔHSOLN

3.

* Πολλαπλασιάστε τις γραμμομονείς της ουσίας με τη μοριακή μάζα της για να διαλυθεί η μάζα της ουσίας.

Παράδειγμα:

Ας πούμε ότι διαλύετε 5 γραμμάρια χλωριούχου νατρίου (NaCl) σε 100 γραμμάρια νερού. Μετράτε μια αύξηση θερμοκρασίας 2 βαθμών Κελσίου. Γνωρίζετε ότι η ειδική θερμική ικανότητα του διαλύματος είναι 4,18 J/G ° C και η θερμότητα του διαλύματος για NaCl είναι +3,88 kJ/mol.

1. Υπολογίστε την απορροφημένη θερμότητα:

* ΔH =(5 g + 100 g) × 4.18 J/G ° C × 2 ° C =879,6 J =0,8796 KJ

2.

* Moles του NaCl =0.8796 kJ / 3.88 kJ / mol =0.227 mol

3. Υπολογίστε τη μάζα του NaCl διαλυμένου:

* Μάζα NaCl =0,227 mol × 58,44 g/mol =13,26 g

Σημαντική σημείωση: Αυτό είναι ένα απλοποιημένο παράδειγμα. Στην πραγματικότητα, ο υπολογισμός μπορεί να είναι πιο περίπλοκος ανάλογα με την συγκεκριμένη ουσία, τον διαλύτη και τις πειραματικές συνθήκες. Μπορεί να χρειαστεί να εξετάσετε παράγοντες όπως η θερμική ικανότητα του δοχείου, η θερμότητα της ανάμειξης και οι πιθανές αλλαγές στον όγκο της λύσης.