Πώς χρησιμοποιείται η στοιχειομετρία για τον υπολογισμό της ενέργειας που απελευθερώνεται όταν παγώνει ένα υγρό μάζας;

Η ίδια η στοιχειομετρία δεν υπολογίζει άμεσα την ενέργεια που απελευθερώνεται όταν μια μάζα υγρού παγώνει. Ωστόσο, διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στην παροχή των απαραίτητων πληροφοριών για την εκτέλεση αυτού του υπολογισμού. Εδώ είναι:

1. Κατανόηση της έννοιας:

* κατάψυξη είναι μια αλλαγή φάσης όπου ένα υγρό μετατρέπεται σε στερεό. Αυτή η διαδικασία απελευθερώνει τη θερμότητα, γνωστή ως η ενθαλπία της σύντηξης .

* Ενθαλπία σύντηξης (ΔHFUS) είναι η ποσότητα της θερμικής ενέργειας που απορροφάται ή απελευθερώνεται όταν ένα μοσχάρι μιας ουσίας υφίσταται αλλαγή φάσης από στερεό σε υγρό (τήξη) ή υγρό σε στερεό (κατάψυξη).

* Μοριακή μάζα είναι η μάζα ενός μοσχεύματος μιας ουσίας.

2. Ο ρόλος του Stoichiometry:

* Παρέχει μοριακή μάζα: Η στοιχειομετρία βοηθά στον προσδιορισμό της γραμμομοριακής μάζας της ουσίας που υφίσταται η κατάψυξη. Αυτό είναι ζωτικής σημασίας για τη μετατροπή της μάζας της ουσίας σε moles.

* Σχετικά με την ενέργεια: Η στοιχειομετρία μας επιτρέπει να χρησιμοποιήσουμε την ενθαλπία της σύντηξης (ΔHFUS), η οποία εκφράζεται ανά mole, για να υπολογίσουμε την ενεργειακή αλλαγή για μια συγκεκριμένη μάζα της ουσίας.

3. Υπολογισμός:

1. Υπολογίστε τον αριθμό των moles (n):

* n =μάζα (g) / μοριακή μάζα (g / mol)

2. Χρησιμοποιήστε την ενθαλπία της σύντηξης (ΔHFUS) για να υπολογίσετε την ενεργειακή αλλαγή (Q):

* Q =n * δhfus

Σημαντικές σημειώσεις:

* Σύμβαση σημείων: Το ΔHFUS αναφέρεται συνήθως ως θετική τιμή για την τήξη (ενδοθερμική διαδικασία). Για την κατάψυξη (εξωθερμική διαδικασία), η ενέργεια που απελευθερώνεται είναι αρνητική (q =-n * δhfus).

* Μονάδες:

* Η μάζα είναι συνήθως σε γραμμάρια (g).

* Η μοριακή μάζα βρίσκεται σε γραμμάρια ανά mole (g/mol).

* Η ενθαλπία της σύντηξης είναι συνήθως σε joules ανά mole (j/mol) ή kilojoules ανά mole (kJ/mol).

* Η αλλαγή ενέργειας (Q) θα είναι στο Joules (J) ή Kilojoules (KJ).

Παράδειγμα:

Ας υποθέσουμε ότι θέλετε να υπολογίσετε την ενέργεια που απελευθερώνεται όταν 10 γραμμάρια παγώματος νερού.

* Μοριακή μάζα νερού (H2O): 18.015 g/mol

* Ενθαλπία σύντηξης νερού: 6.01 kJ/mol

1. n =10 g / 18.015 g / mol =0.555 mol

2. Υπολογίστε την ενέργεια που απελευθερώθηκε: Q =- (0.555 mol) * (6.01 kJ/mol) =-3.34 kJ

Ως εκ τούτου, 10 γραμμάρια παγωμένης νερού απελευθερώνει περίπου 3,34 kJ ενέργειας.

Η στοιχειομετρία παρέχει το πλαίσιο για να συνδέσει τη μάζα μιας ουσίας με τις μοριακές του ιδιότητες, επιτρέποντάς μας να υπολογίσουμε τις ενεργειακές αλλαγές που εμπλέκονται στις μεταβάσεις φάσης.