logo

TechCodeview

Formule voor reactiewarmte

De reactiewarmte ook gekend als Enthalpie van reactie is het verschil in de enthalpiewaarde van een chemische reactie onder constante druk. Het is de thermodynamische meeteenheid die wordt gebruikt om de totale hoeveelheid energie te bepalen die per mol bij een reactie wordt geproduceerd of vrijkomt. Als gevolg hiervan kan de warmte van een chemische reactie worden gedefinieerd als de warmte die vrijkomt in de omgeving of wordt geabsorbeerd terwijl de reactie plaatsvindt bij constante druk en temperatuur. Joule (J) is de eenheid die wordt gebruikt om de totale hoeveelheid ontvangen of afgegeven warmte te meten.

Bij chemische reacties wordt warmte meestal overgedragen tussen het reagerende systeem als het ene medium en de omgeving als het andere. Voor en na de chemische transformatie is de hoeveelheid warmte-energie hetzelfde. Met andere woorden: de warmte die wordt verworven of verloren in een reagerend systeem is gelijk aan de warmte die wordt gewonnen of verloren in de omgeving.



Wat is reactiewarmte?

In eenvoudige woorden: de warmte van een reactie is de hoeveelheid energie die nodig is om de gespecificeerde reactie uit te voeren; het is negatief voor exotherme reacties en positief voor endotherme reacties. Hier is voor een endotherme reactie ∆H positief, terwijl ∆H negatief is voor reacties die warmte produceren.

Wanneer de gegeven reactie wordt uitgevoerd bij een constant volume, is de warmte die nodig is om de reactie te beïnvloeden niets anders dan een toename van de interne energie (∆U) door de ∆H/∆U zal negatief zijn voor endotherme en positief voor exotherme reactie.

Formule voor reactiewarmte

Q = m × c × ΔT



Waar,

  • Q = Reactiewarmte,
  • m = massa medium,
  • c = soortelijke warmtecapaciteit van het reactiemedium,
  • ∆T = temperatuurverschil van het medium.

Daarnaast hebben we ook nog een andere vergelijking als,

Reactiewarmte = ΔH (producten) – ΔH (reactanten)



Waar,

  • ΔH = verandering in warmtewaarde

Opgeloste voorbeelden van de reactiewarmteformule

Voorbeeld 1: Bereken de warmteverandering die optreedt bij de verbranding van ethanol wanneer een bepaalde hoeveelheid van de stof in de lucht wordt verbrand om de temperatuur van 28 naar 42 graden Celsius van 200 g water te verhogen, op voorwaarde dat water een soortelijke warmtecapaciteit van 4,2 J heeft /g.K.

Oplossing:

Er wordt gegeven dat,

c = 4.2 Jg-1K-1,

m = 200 g,

AT = 42 – 28,

d.w.z. ΔT = 14 °C of 14 K

Hier in de vraag wordt vermeld dat een bepaalde hoeveelheid ethanol wordt verbrand om de temperatuur van het water te verhogen, wat impliceert dat door het water geabsorbeerde warmte wordt ontwikkeld door het ethanolverbrandingsproces. De hoeveelheid warmte die verloren gaat tijdens het verbrandingsproces is gelijk aan de hoeveelheid warmte die door het water wordt gewonnen.

De hoeveelheid warmte die is veranderd, kan worden bepaald met behulp van de formule:

Q = m × c × ΔT

Q = 200 × 4,2 × 14

Vandaar, Q = 11760 J

Voorbeeld 2: Wanneer natriumchloride wordt opgelost in 100 g water van 25°C, heeft de resulterende oplossing na goed roeren een temperatuur van 21°C. Als wordt aangenomen dat de soortelijke warmtecapaciteit van de oplossing 4,18 J/g°C bedraagt, bereken dan de warmteverandering tijdens het oplossingsproces.

Oplossing:

Hier wordt gegeven dat,

c = 4,18 J / g°C,

m = 100 g,

ΔT = 25 – 21,

dat wil zeggen ΔT = 4 K

Het proces resulteert in een temperatuurdaling, wat aangeeft dat het oplossen van het zout de neiging heeft om warmte uit het systeem te absorberen. Omdat de warmte die door water verloren gaat gelijk is aan de warmte die door zout wordt geabsorbeerd,

We hebben,

Q = m × c × ΔT

Q = 100 × 4,18 × 4

Vandaar, Q = 1672 J

Voorbeeld 3: Hoeveel warmte komt er vrij als 240 gram ijzer afkoelt van 90 °Celsius naar 25 °Celsius? (Gegeven: c = 0,452 J / g °C).

Oplossing:

css vetgedrukte tekst

We hebben,

m = 240 g,

Specifieke warmtecapaciteit van ijzer (c) = 0,452 J / g°C,

ΔT = Eindtemperatuur – Begintemperatuur = 25 – 90 = -65 °Celsius

We hebben de formule,

Q = m × c × ΔT

Door gegeven waarden in bovenstaande vergelijking in te voeren, krijgen we:

Q = 240 × 0,452 × (-65)

dus Q = -7051,2 J

d.w.z. Q = -7,05 KJ

Vandaar, 7,05 KJ Tijdens het proces komt warmte vrij.

Voorbeeld 4: Hoeveel koolstof kan met 650 KJ aan energie worden verwarmd van 20 °C naar 100 °C? (Gegeven: c = 4,184 J / g °C)

Oplossing:

Hier worden we gegeven met,

c = 4,184 J / g graden C,

q = 650 KJ = 650.000 J

ΔT = 100 – 20 = 80 graden Celsius

Er wordt ons gevraagd de massa (m) te vinden, dus we hebben de formule:

Q = m × c × ΔT

de bovenstaande vergelijking geeft ons,

m = Q / (c × ΔT)

door gegeven waarden in bovenstaande vergelijking in te voeren, krijgen we de werkelijke benodigde massa koolstof,

m = 650000 / (4,184 × 80)

m = 1941,9 g

d.w.z. m = 194 kg

Voorbeeld 5: Wat is de soortelijke warmtecapaciteit van 60 gram van een stof die opwarmt van 30°C naar 40°C als er 968 J energie aan wordt toegevoegd?

Oplossing:

aangepaste uitzondering in Java

In de vraag staat dat,

m = 60 g

ΔT = 40 – 30 = 10 graden Celsius

q = 968 Joule

We moeten de specifieke warmtecapaciteit ( c ) vinden, dus we hebben de formule:

Q = m × c × ΔT

de bovenstaande vergelijking geeft ons,

c = Q / (m × ΔT)

door gegeven waarden in de bovenstaande vergelijking in te voeren, krijgen we:

c = 968 / (50 × 10)

c = 1.936 J/g°C

Gerelateerde artikelen gebaseerd op formules: