Sterpis Chemistry Academy
SC-THERMO-002 - Καθαρότητα δείγματος και άγνωστη ενθαλπία
Πρωτότυπη άσκηση Θερμοχημείας Γ΄ Λυκείου
Διδακτικός στόχος
✔ Να υπολογίζεις την % w/w καθαρότητα ενός δείγματος από θερμοχημικό δεδομένο.
✔ Να διακρίνεις τη μάζα του δείγματος από τη μάζα της καθαρής ουσίας.
✔ Να χρησιμοποιείς το ίδιο ποσό θερμότητας σε δεύτερη θερμοχημική εξίσωση.
✔ Να υπολογίζεις άγνωστη ενθαλπία αντίδρασης.
Εκφώνηση
10 g δείγματος θείου, που περιέχει S και αδρανείς προσμείξεις, καίγονται πλήρως σύμφωνα με:
S(s) + O2(g) → SO2(g) ΔH1=-300 kJ
Από την καύση ελευθερώνονται 60 kJ θερμότητας.
- Να υπολογίσετε την % w/w περιεκτικότητα του δείγματος σε S.
- Το ποσό θερμότητας που εκλύεται χρησιμοποιείται πλήρως για τον σχηματισμό 146 g HCl, σύμφωνα με:
H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g) ΔH2=;
Να υπολογίσετε την ενθαλπία ΔH2 της αντίδρασης.
Δίνονται: Ar(S)=32, Ar(H)=1, Ar(Cl)=35,5.
Προσπάθησε μόνος σου
Μετέτρεψε πρώτα τη δοσμένη ποσότητα σε mol και σύνδεσε τη θερμότητα με τη θερμοχημική εξίσωση. Πρόσεξε ιδιαίτερα το πρόσημο της ΔH.
Καθοδηγούμενη βοήθεια
Εμφάνιση 1ης βοήθειας
Από τα 60 kJ βρες πρώτα τα mol και τη μάζα του καθαρού S που κάηκε.
Εμφάνιση 2ης βοήθειας
Για το HCl υπολόγισε πόσα mol αντιστοιχούν στα 146 g.
Εμφάνιση 3ης βοήθειας
Η αντίδραση σχηματισμού HCl ελευθερώνει θερμότητα, επομένως η ΔH₂ είναι αρνητική.
Πλήρης λύση
α) Περιεκτικότητα του δείγματος σε S
Από τη θερμοχημική εξίσωση, 1 mol S εκλύει 300 kJ.
n(S)=60/300=0,20 mol
m(S)=0,20·32=6,4 g
% w/w S=(6,4/10)·100=64%
β) Υπολογισμός της ΔH₂
Mr(HCl)=1+35,5=36,5
n(HCl)=146/36,5=4 mol
Η εξίσωση, όπως είναι γραμμένη, παράγει 2 mol HCl. Για τον σχηματισμό 4 mol HCl πραγματοποιείται δύο φορές και συνολικά εκλύονται 60 kJ:
2·|ΔH2|=60 ⇒ |ΔH2|=30 kJ
ΔH2=-30 kJ
Τελικές απαντήσεις: α) 64% w/w S β) ΔH₂=-30 kJ.
Συχνά λάθη μαθητών
- Θεωρούν ότι τα 10 g του δείγματος είναι όλα καθαρό S.
- Χρησιμοποιούν τη μάζα των προσμείξεων στη στοιχειομετρία της καύσης.
- Δεν λαμβάνουν υπόψη ότι η εξίσωση σχηματίζει 2 mol HCl.
- Δίνουν θετική ΔH₂, παρότι η θερμότητα ελευθερώνεται.
Τι θα μπορούσε να ρωτήσει ακόμη ο εξεταστής;
- Να υπολογιστεί η μάζα των αδρανών προσμείξεων.
- Να υπολογιστεί ο όγκος SO₂ σε STP που παράγεται.
- Να βρεθεί η θερμότητα που εκλύεται κατά τον σχηματισμό 73 g HCl.
Συνδέεται με
Καθαρότητα δείγματος • Θερμοχημική εξίσωση • Στοιχειομετρία • Κλιμάκωση της ΔH