Vraag:
Hoe te beoordelen of een reactie exotherm of endotherm is
user40003
2014-04-20 23:03:23 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Meng $ \ ce {HCl} $ en $ \ ce {NaOH} $ samen (reactanten hebben dezelfde temperatuur) in een calorimeter. De temperatuur stijgt en het boek zegt dat het een exotherme reactie is. Ik snap het niet. De thermometer zit in de oplossing en meet dus de temperatuur van de oplossing. Het is het systeem. De temperatuur van het systeem stijgt, dit betekent dat er warmte naar binnen stroomt. Hoe kan dit een exotherme reactie zijn?

Het doel van de calorimeter is om het systeem te isoleren en te voorkomen dat warmte het systeem binnenkomt of verlaat. Als de temperatuur stijgt, moet de warmte komen van wat zich in de calorimeter bevindt.
Ik begrijp gewoon wat het systeem is in deze reactie.
als we gewoon een thermometer in een bak met opening stoppen om deze reactie uit te voeren, zal het aantal op de thermometer nog steeds toenemen en zal de houder, de omgeving, heet aanvoelen omdat de warmte van het systeem naar de omgeving stroomt. Maar wat is het systeem? Wanneer we de temperatuur van de oplossing meten, neemt deze ook toe.
Is de oplossing omgeving of systeem?
Het systeem is de oplossing, colorimeter, thermometer en alles in de container (colorimeter). Als het aan de bovenkant open is, kan de warmte naar buiten worden overgedragen. Als de temperatuur van de oplossing boven kamertemperatuur stijgt, kan de warmte van de kamer niet in het systeem zijn gekomen. Het systeem moet de warmte hebben geproduceerd.
Twee antwoorden:
thomij
2014-06-20 01:36:50 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dit is een van de meest verkeerd begrepen principes in de thermochemie - als je je geest eromheen kunt wikkelen, ben je daar grotendeels!

Het goede nieuws is dat er een gemakkelijke manier is om doe dat. Bij elk natuurkundig probleem (thermochemie is eigenlijk natuurkunde) moet je heel voorzichtig zijn met hoe je het systeem en de omgeving definieert. Dit is om twee redenen belangrijk.

  1. Hiermee kunt u energiebalansvergelijkingen schrijven over de systeemgrenzen heen (zodat we wiskunde kunnen gebruiken om het probleem op te lossen).
  2. Door het juiste te kiezen systeemgrenzen, kunnen we de wiskunde veel, veel gemakkelijker maken.

Aangezien thermochemie op dit niveau altijd dezelfde soorten problemen met zich meebrengt, hebben scheikundigen het moeilijke deel voor u gedaan en al de beste geselecteerd systeemgrenzen.

Het systeem is wat er in de reactievergelijking staat.

Dat is het. De hele rest van het universum is de "omgeving".

Terugkijkend op je vraag:

De thermometer zit in de oplossing, wat betekent dat hij de temperatuur van de oplossing meet . Het is het systeem. De temperatuur van een systeem stijgt betekent dat er warmte naar binnen stroomt, hoe kan dit een exotherme reactie zijn?

Als de reactiemoleculen het enige in het systeem zijn, dan betekent dat het water, de calorimeter , de themometer, jij, ik, de kamer - al het andere - geldt als omgeving. Nu is het water opgewarmd. We weten dit omdat de thermometer wat warmte opneemt en een temperatuurstijging vertoont. Aangezien ze allemaal deel uitmaken van de omgeving , moet de warmte afkomstig zijn van het systeem. Aangezien de warmte het systeem heeft verlaten, is het teken van $ q_ {reaction} $ negatief, en de reactie is exotherm.

Als leraar heb ik gemerkt dat het krijgen van systeemgrenzen en de juiste tekens een van de grootste problemen is die leerlingen hebben. Als je je concentreert op het vroegtijdig neerzetten van dat concept - en echt begrijpt waarom ze zo zijn, ben je goed op weg.

Uncle Al
2014-04-21 00:13:03 UTC
view on stackexchange narkive permalink

HCl + NaOH geven NaCl plus water. Tel de vrije energieën van vorming van de soort aan elke kant bij elkaar op en vergelijk. Bindende energieën zijn negatief. De sterker gebonden zijde ontstaat met een exotherm. De buitenkant is niet relevant.

Ik begrijp een beetje wat het systeem is. Maar nu kwam ik erachter dat de calorimeter geïsoleerd is. Dus de oplossing is het systeem, en de warmte die de reactie vrijkwam bleek de oplossing te verwarmen, wat gebeurde er dan?
Ja, je hebt nu gelijk. Warmte stroomde niet in het systeem; warmte werd vrijgemaakt door de systeemcomponenten. Hydroniumion reageerde met hydroxide-ion om bindingen te vormen. Bindingsvorming of "verbetering" van de binding is exotherm.
Ik zou ook niet zeggen dat $ \ ce {NaCl} $ is gemaakt, tenzij we weten dat we vloeibare $ \ ce {HCl} $ mengen met gesmolten $ \ ce {NaOH} $ of als we op een of andere manier met pure $ \ werken. ce {HCl} $ en pure $ \ ce {NaOH} $. Gooi water in het mengsel en wat je krijgt is niet $ \ ce {NaCl} $ maar meestal gesolvateerde $ \ ce {Na ^ +} $ en $ \ ce {Cl ^ -} $ ionen.


Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...