ისწავლე თამაშით
ქიმიათერმოქიმია და კალორიმეტრია
დღის საკვლევი პრობლემა

როგორ გამოვთვალოთ რეაქციის ენთალპიის ცვლილება მხოლოდ ტემპერატურის გაზომვით?

მარტივად: შეცვალე ნიმუშის მასა და ტემპერატურის ცვლილება, შემდეგ ენერგიის ბალანსით იპოვე ΔH.

ზუსტი ახსნა: კალორიმეტრიაში ხსნარის მიერ მიღებული სითბო q=mcΔT-ით ფასდება, ხოლო იდეალურ იზოლირებულ სისტემაში რეაქციის სითბო საპირისპირო ნიშნითაა აღებული.

წინარე ცოდნის სწრაფი შემოწმება

თუ ხსნარის ტემპერატურა რეაქციისას გაიზარდა, რეაქცია გარემოს მიმართ როგორია?

01 · გაიგე

თერმოქიმია და კალორიმეტრია

კალორიმეტრიაში ხსნარის მიერ მიღებული სითბო q=mcΔT-ით ფასდება, ხოლო იდეალურ იზოლირებულ სისტემაში რეაქციის სითბო საპირისპირო ნიშნითაა აღებული.

01

ენერგიის ბალანსი

იზოლირებულ მოდელში რეაქციის მიერ დაკარგული ენერგია გარემომ უნდა მიიღოს: qრეაქცია = −qხსნარი.

q=mcΔT
  • ტემპერატურის მატება გარემოს მიერ სითბოს მიღებას ნიშნავს.
  • ნიშანი სისტემის არჩევაზეა დამოკიდებული.
02

მოლური ენთალპია

გაზომილი სითბო რეაქციაში დახარჯული ნივთიერების მოლებზე იყოფა. შედეგის ერთეული ხშირად kJ/mol-ია.

ΔH=qრეაქცია/n
  • გამოიყენე შემზღუდველი რეაგენტის მოლები.
  • სითბოს დაკარგვა |ΔH|-ს ხშირად ამცირებს.
ამოხსნილი მაგალითი

100 g ხსნარი 5.0°C-ით გათბა. იპოვე მიღებული სითბო, c=4.18 J g⁻¹ K⁻¹.

  1. q=mcΔT
  2. q=100×4.18×5.0=2090 J
  3. 2090 J=2.09 kJ
ხსნარმა მიიღო 2.09 kJ; იდეალურ მოდელში რეაქციის q არის −2.09 kJ.
02 · ივარაუდე და გამოსცადე

იზოლირებული კალორიმეტრი

შეცვალე ნიმუშის მასა და ტემპერატურის ცვლილება, შემდეგ ენერგიის ბალანსით იპოვე ΔH.

q = mcΔT · 3.13 kJ

ერთი მდგომარეობა, ერთი ნაწილაკური/რაოდენობრივი მოდელი და მისგან გამოთვლილი შედეგი.

თუ იგივე ΔT-ზე ხსნარის მასას გავზრდით, გამოთვლილი სითბოს მოდული რას იზამს?
03 · გაზომე

ცვლადის გავლენა მონაცემებში

მრუდის ყველა წერტილი იმავე გამოთვლის წესიდან მიიღება; მეორე ცვლადი უცვლელია.

ხსნარის მასახსნარის მიერ მიღებული სითბო

როგორ წავიკითხოთ?

შეადარე მრუდის საწყისი და ბოლო მონაკვეთი. თუ დახრა მცირდება, სისტემას შეიძლება შემზღუდველი ფაქტორი ან გაჯერება ჰქონდეს.

რეაქციის q = −3.13 kJ

მარტივი კალორიმეტრი უგულებელყოფს ჭურჭლის სითბოტევადობას, გარემოში სითბოს დაკარგვასა და ხსნარის წყლისგან განსხვავებულ თვისებებს.

04 · ახსენი და შეამოწმე

რეალურ ჭიქაში სითბოს ნაწილი გარემოში დაიკარგა. გამოთვლილი ეგზოთერმული ΔH ჩვეულებრივ იქნება:

საერთაშორისო სიღრმის ორიენტირები

Cambridge AS & A Level 9701 · AP Chemistry: Thermochemistry · IB Chemistry: Reactivity

ქიმიის სასწავლო გზაზე დაბრუნება
კვლევის ჟურნალი

პროგნოზიდან მტკიცებულებამდე

ჟურნალი ქულას მხოლოდ დაწკაპუნებისთვის არ გაძლევს. საჭიროა ცვლადების სწორად განსაზღვრა, სამი გაზომვა და მონაცემით დასაბუთებული დასკვნა.

1წინარე ცოდნა
2პროგნოზი და ცვლადები
3სამი გაზომვა
4CER დასკვნა

1. კითხვა, ჰიპოთეზა და ცვლადები

საკვლევი კითხვა: როგორ მოქმედებს სითბოს დაკარგვა გამოთვლილ მოლურ ენთალპიაზე?

რომელია დამოუკიდებელი ცვლადი?
  1. შეცვალე მხოლოდ დამოუკიდებელი ცვლადი.
  2. დანარჩენი პირობები უცვლელად შეინარჩუნე.
  3. შედეგის ნახვამდე დაწერე პროგნოზი.
  4. ჩაატარე სამი ცდა და შეადარე მონაცემები.

2. განმეორებითი გაზომვები

საშუალო—
სამივე გაზომვის შემდეგ აქ მონაცემთა გრაფიკი გამოჩნდება.
CER

3. მტკიცება + მტკიცებულება + მსჯელობა

კარგი დასკვნა ამბობს რა მოხდა, ასახელებს რიცხვით მონაცემს და ხსნის მას ქიმიური მექანიზმით.

დასკვნის დასასრულებლად სამივე CER ველი შეავსე და მტკიცებულებაში რიცხვები გამოიყენე.

სასწავლო მოდელის საზღვარიმარტივი კალორიმეტრი უგულებელყოფს ჭურჭლის სითბოტევადობას, გარემოში სითბოს დაკარგვასა და ხსნარის წყლისგან განსხვავებულ თვისებებს.

RAMP უსაფრთხოებაძლიერ მჟავა-ფუძის შერევა და ცხელი ჭურჭელი დამწვრობის რისკს ქმნის. ვირტუალური კალორიმეტრი რეალურ შერევას არ მოითხოვს. რეალურ ცდაში გამოიყენე სათვალე, მცირე კონცენტრაცია და იზოლირებული ჭურჭელი. დაღვრისა და დამწვრობის შემთხვევაში დაიცავი ლაბორატორიის საგანგებო პროცედურა.

პროგრესი ინახება ამ მოწყობილობაზე.

ონლაინ მოდელი არ არის რეალური ცდის ჩატარების ნებართვა. სახლში ქიმიური ცდა მხოლოდ მკაფიოდ ნებადართული მასალებითა და პასუხისმგებელი ზრდასრულის ზედამხედველობით ჩაატარე.