Beräkna värmemängden för magnesium
Frågan lyder:
0.1375 g fast magnesium förbränns i en konstant-volym kalorimeter som har en värmekapacitet 1769 J/ °C. Kalorimetern innehåller exakt 300 g vatten, och temperaturen ökar med 1.126 °C. Beräkna värmemängden som avges i kJ/mol när magnesium förbränns.
Jag hittade denna uppgift lite random på internet, och har inget facit till detta, så skulle någon kunna flika in ifall jag tänkt fel? 😅
Såhär tänkte jag:
m (Mg) = 0.1375 g
M (Mg) = 24,305 g/mol
n (Mg) = m/M = 0.005657272... mol
totala massan: 300 g + 0.1375 g = 300,1375 g
c = 1769 J/g*K = 1.769 kJ/g*K
Delta T = 1.126 K
q = c*m*deltaT
q = 1.769 * 300,1375 * 1.126 = 597,8420854.. kJ
Avrundat till 4 gällande siffror:
= 597,8 kJ avges
Men för att sedan ta reda på kJ per mol, ska jag då multiplicera med så mycket mol Mg jag har, alltså:
597,8420..kJ * 0.0056572..mol
..eller?
Det finns några problem. Till att börja med undrar jag varifrån du får värdet 1769 J/(g*K)? Vattens specifika värmekapacitet är 4,18 J/(g*K). En liten del av värmet tas ju upp av själva produkten från reaktionen (magnesiumoxid) och av väggarna i kalorimetern, men eftersom det inte nämns något om detta i texten kan du nog räkna med massan 300 gram istället. Dvs du kan anta att vattnet upptar i princip all värme som avges (resterande värme som upptas av själva kalorimetern och reaktionsprodukten är försumbar).
Det andra problemet är att du avrundar värdena. Man ska alltid behålla så många decimaler som möjligt och bara avrunda på slutet, annars finns en risk att man får avrundningsfel.
Det tredje problemet är att du multiplicerar istället för att dividera med substansmängden. Du kan t.ex. se på enheten att det blir fel, dvs du ska beräkna värmet med enheten kJ/mol men om du multiplicerar en energi med en substansmängd får du en annan enhet.
Oj, jag råkade ta 1769 J/g*K, vilket är magnesiumets specifika värmekapacitet, men eftersom det är vattnet som upptar värmet bör jag ju istället använda mig av, som du sa, 4,18 J/g*K, eller?
q = 4.18*300*1.126 = 1412,004 J
..blir det då istället
Och det gällande avrundningen: jag var nog lite otydlig med min redovisning, för när jag väl slår värdena på räknaren har jag alltid med de "oavrundade" värdena, men det framgår inte så tydligt. Ska jobba på att redovisa det lite tydligare, kanske.
Och såklart ska man dividera med mol, det är ju trots allt kJ per mol. Vet faktiskt inte hur jag tänkte det..
1412.004 J = 1,412004 kJ
Vilket divideras med ämnets mol:
1,412004 kJ / 0.0056572166...mol =
= 249,5909616 kJ/mol
och detta avrundat till 4 gällande siffror:
249,6 kJ/mol
Eller..?
Det stämmer!
En liten detalj i sammanhanget att detta är värmemängden som avges från reaktionen, men det motsvarar faktiskt inte entalpiändringen vid reaktionen. Normalt sett brukar man lite slarvigt säga att det är samma sak, men det gäller bara om trycket är konstant vilket inte är fallet här. Förstår du varför?
(Du har alltså räknat rätt och svarat på uppgiften, men det här är en liten bonusuppgift)
Visa ledtrådar
Skriv reaktionsformeln.
Tänk på ideala gaslagen.
Vad innebär det att volymen är konstant?
Hmm..jag har nog lite svårt att svara på den frågan med tanke på att jag inte börjar läsa Fysik 1 förrän nästa termin.
Men jag kan ana att trycket påverkar värmet, eftersom att densiteten sjunker i samband med att värme stiger..eller? Jag har väldigt dålig koll på tryck och dess påverkan, men jag är öppen till att lära mer om det!
Har du någon länk/förklaring angående detta? 😊 (dvs om lufttryck mm.)
Okej! Ja om man inte känner till gaslagen kan det vara svårt. Men om du skriver reaktionsformeln ser du att en gas finns med som reaktant (syrgas) men det finns ingen gas bland produkterna. Alltså minskar mängden gaspartiklar i kalorimetern under reaktionen. Om man minskar mängden gaspartiklar och håller volymen konstant minskar också trycket.
