ساعدوني في الكالوريميتر calorimeter(تم تعديل العنوان من قبل الإدارة)

[H19ajji]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته ..

هذا أول مشاركة لي في المنتدى ف يا ليت تساعدوني !!

موضوعي:-

أنا أدرس في أميريكا وعندي مشروع علمي وتأهلت على مستةى على المدينة بعد ما أخذت المركز الثاني على مستوى المدرسة !
مشروعي كان عن الكالوريميتر .
المساعدة اللي أرجوهامنكم أنكم تساعدوني بكل اللي تعرفوهـ عن الكالوريمتر .. لأن جالس أسوي بحث عن الجهاز فأرجوا المساعدة


لكم وافر التحية
والسلام عليكم ورحمة الله وبركاته

[متفائله]

طبعا بحثت في googleوإن شاء الله تستفيد

حرارة التفاعل الكيميائي

- قانون حفظ الطاقة :
أنواع الطاقة
• طاقة الحركة
• طاقة الوضع
• الطاقة الحرارية
- التفاعلات المنتجة (الطاردة) للحرارة (Exothermic)
- التفاعلات الماصة (المستهلكة) للحرارة (Endothermic)
- وحدات تستخدم للطاقة :
الجول (J) 1J=1 Kg m2/s2
الكالوري (CAL) l Cal=4.184J
l Kcal=4.184 KJ

- الحرارة النوعية (Specific heat)
الحرارة النوعية للماء هي 4.18J/g.oC
- السعة الحرارية = وزن المادة x الحرارة النوعية
مثال (1):
ما هي السعه الحرارية لـ 00ر2 كجم من النحاس ؟ الحرارة النوعية للنحاس هي 387ر0 جول / جم ْ م .
الجواب:
السعة الحرارية = 2000g x 0.387J/ g.oC=774J/ oC



الكالوريمتري
-كوب الكالوريميتر
Bomb calorimeter-








مثال (2):
عند وضع 100ر0 جم من الهيدروجين مع 800ر0 جم من الأكسجين في Bomb calorimeter له سعه حرارية تساوي 08ر9 x 410 جول /ْم. ارتفعت درجة الحرارة من 000ر25ْم إلى 155ر25ْم . احسب حرارة التفاعل ، وأحسب حرارة تكوين واحد مول من الماء؟
الجواب:
حرارة التفاعل = السعة الحرارية x الفرق في درجة الحرارة
9.08 x 104J/oC x 0.155 oC = 1.41 x 104J= 14.1 Kj
التفاعل 2H2 + O2 2H2 O
وحيث أن كمية الهيدروجين المتفاعلة هي 100ر0 جم ، نسحب كمية الماء المتكون


0.0496 mol H2 O
= 2 mol H2O
x 1 mol H2
x
0.100g H2
2 mol H2 2.016g H2

حرارة التفاعل لواحد مول من الماء =

284 KJ/ mol H2 O
= 14.1 KJ
0.0496 mol H2 O

مثال (3):
عند احتراق 0ر1 مول من غاز الهيدروجين تكون الحرارة الناتجة هي 58 كيلو سعر . ما الحرارة الناتجة من احتراق 0ر20 جرام من غاز الهيدروجين؟
الوزن الجزئي للهيدروجين (H2) = 0ر2 جم / مول.
الجواب :
واحد مول من غاز الهيدروجين = 0ر2 جم من الهيدروجين ينتج 10 مول x 58= 580 كيلو سعر.


تغير المحتوى الحراري:
التغير الانثالبي (Enthalpy)
هو حرارة التفاعل عند ثبوت الضغط ويعبر عنه H
H= Hf - Hi
حرارة التفاعل = المحتوي الحراري للنواتج – المحتوي الحراري للمواد المتفاعلة
قانون هس:
(Hess,s Law)









قوانين هامه للتعامل مع المعادلات الكيميائية الحرارية :
1. المحتوي الحراري للتفاعل يمثل حرارة التفاعل لكل مادة في التفاعل وعدد المولات هو حسب الرقم الذي أمام المادة من المعادلة .
مثال : H2 O (l) H2 (g) x ½ O2 (g) H= +283 KJ
تعني أن حرارة التفاعل :
- هي 283 كيلو جول لكل واحد مول من الماء
- وهي 283 كيلو جول لكل واحد مول من غاز الهيدروجين
- وهي 283 كيلو جول لكل ½ مول من غاز الأكسجين

وعند التغير من المعاملات في المعادلة فيجب عمل نفس التغيير في المحتوي الحراري (وذلك بالضرب أو القسمة في معامل معين)
H2 O (l) H2 (g) + ½ O2 (g) H= +283 KJ

2H2 O (l) 2 H2 (g) + O2 (g) H= 566 KJ

2. عند قلب المعادلة فإنه يلزم تغيير الإشارة المصاحبة للمحتوي الحراري :
H2 O (l) H2 (g) + ½ O2 (g) H= 283KJ
H2 (g)+ ½ O2 (g) H2 O (l) H= -283 KJ

مثال (3):
اذا علمت حرارة التفاعل للتفاعلات التالية :
2 C2H2 (g) + 5 O2 (g) 4 CO2 (g) + 2H2O (l) H1= -2602 KJ
2 C2H6 (g) + 7 O2 (g) 4 CO2 (g) + 6H2O (l) H2= -3123 KJ
H2 (g) + ½ O2 (g) H2 O (l) H3= -286 KJ

فأحسب حرارة تفاعل:
C2 H2 (g) + 2H2 (g) C2 H6 (g)


الجواب:
C2 H2 (g) + 5/2 O2 (g) 2 CO2 (g) + 1H2 O (l) H5= -1301 KJ
2 H2 (g) + O2 (g) 2H2 O (l) H6= -572 KJ
2 CO2 (g) + 3H2 O (l) C2 H6 (g) + 7/2 O2 (g) H7=+1561 KJ

عند جمع (7) + (6) + (5) نحصل على التفاعل:

C2 H2 (g) + 2H2 (g) C2 H6 (g) H= H5 + H6 + H7
H= -1301 KJ + (-572 KJ)+ (1561KJ) = -312 KJ



حرارة التكوين
هي المحتوي الحراري لتلك المادة وهي الحرارة اللازمة لتكوين تلك المادة من العناصر حسب وجودها من الطبيعة.
- حرارة التكوين للعناصر حسب وجودها من الطبيعة تساوي صفر :
Hf Fe (s) = O
O2 (g) = O
H2 (g) = O
Na (s) = O
Ca (s) = O
Hg (l) = O
Cl2 (g) = O
Br2 (l) = O
- حرارة التكوين لايون الهيدروجين H+(ag) = صفر
ونتيجة لذلك تم احتساب حرارة التكوين لكثير من المواد وتم وضعها في جداول

H reaction = ∑ Hf product -∑ Hf reactant


مثال :
أحسب كمية الحرارة المرافقة للتفاعل :
2CO (g) + O2 (g) 2CO2 (g)
المحتوي الحراري لكل من : (CO2 ) = - 94 كيلو سعر للمول
(CO) = - 26 كيلو سعر للمول
الجواب:
حارة التفاعل = المحتوي الحراري للمواد الناتجة – المحتوي الحراري للمواد المتفاعلة
= ( المحتوي الحراري ل (CO2) – 2 المحتوي الحراري ل (CO)
= 2 x – 94 -2 x – 26 = - 136 كيلو سعر


مثال:
احسب حرارة التفاعل للمعادلة:
2NaHCO3 (s) Na2CO3 (s) + H2O (g) + CO2 (g)
(معطى حرارة التكوين من الجدول)
الجواب:
H reaction = ∑ Hf product -∑ Hf reactant

- 2 Hf NaHCO3 (s) 1 Hf CO2 (g) + 1 Hf H2O (g) + 1 Hf Na2CO3 (s) =
= - 394 KJ + ( -242 KJ) + (-1131 KJ) -2 (-947.7 KJ)
= + 128.4 KJ

مثال :
أحسب حرارة التفاعل لـ
2Na2O2 (s) + 2 H2O (l) 4NaOH (s) + O2 (g)
وكم سينتج من الحرارة عند تفاعل 0ر25 جم من Na2O2 ؟


الجواب:
H reaction = ∑ Hf product -∑ Hf reactant


4 Hf Na OH – (2 Hf Na2 O2 (s) + 2 Hf H2 O (l)) =
4 (-426.8 KJ) – (2(-504.6KJ) + 2(-286KJ) =
= -126 KJ

سيكون هناك – 126 كيلو جول لكل 2 مول من Na2 O2 وذلك حسب المعادلة أعلاه
وعند تفاعل 0ر25 جم فقط فإن الحرارة ستكون
- 126 KJ
x 1 mol Na2 O2(s)
x
25.0 g Na2 O2(s)
2 mol Na2 O2 78.0 g Na2 O2
= -20.2 KJ

مثال :
إذا علمت أن حرق 1 مول من البنزين (C6H6 (l)) يعطي CO2 (g) و H2 O (l) وينتج حرارة قدرها 3271 كيلو جول . ما هي حرارة التكوين لمركب البنزين C6H6 (l)
الجواب:
نستطيع كتابة المعادلة كالتالي:
+ 7 ½ O2 (g) 6 CO2 (g) + 3 H2 O2 (l) C6H6 (l)
H reaction = ∑ f product -∑ Hf reactant
- 3271 = 6 (-394KJ)+ 3(-286KJ)- 1 Hf C6H6 (l)
Hf C6H6 (l)= -2364 – 858 + 3271
= +49 KJ / mol









طاقة الروابط الكيميائية وحرارة التفاعل :
تم حساب معدل طاقة الروابط الكيميائية ووضعها في جدول ( صورة ص 464) ، ويمكن من هذا الروابط حساب حرارة التفاعل حسب المعادلة .
H reaction =- ∑ BE product +∑ BEreactant

مثال :
باستخدام طاقة الروابط احسب حرارة التفاعل
C2 H4 (g) + 302 (g) 2 CO2 (g)+ 2 H2 O (g)
الجواب:
H H H

C = C + 3 0 = 0 2 O=C=O + 2 O

H H H



H reaction =- ∑ BE product +∑ BEreactant

H reaction =4 BE O-H -4 BEC=O + 3 BE O=O + 4 BE C-H + BE C=C
= -4 (463) -4 (724)+ 3(498)+ 4(415) +1 (607)
= - 987 KJ/ mol
مثال :
ما هي حرارة التكوين (Hf) لمركب الكحول الايثيلي علماً أن حرارة التبخير ( Hvap) تساوي 39 كيلو جول لكل مول .
الجواب :
مركب الكحول الايثيلي هوOH C2 H5
ويمنك تركيب كالتالي :H H


H C C O H


H H

المعادلة التي تكون حرارة التكوين للكحول الايثيلي هي
(1)- 2 C (s) + 3 H2 (g) + ½ O2 (g) H C2 H5 OH (l)
(2)- 2 C (s) 2 C (g) 2(715 KJ)
(3)- 3 H2 (g) 6 H (g) 6(218 KJ)
(4)- ½ O2 (g) O (g) 1(249 KJ)
(5)- 2 C (g) + 6 H (g) + O (g) C2 H5 OH (l) – 3242 KJ
(6)- C2 H5 OH (g) C2 H5 OH (l) H con = -39KJ

المعادلة رقم (5) يمكن حسابها كالتالي :
H = -5BE C-H – BE C-C – BEC-O –BEO-H
= -5(415KJ) -348KJ – 356KJ – 463KJ
= -3242 KJ

عند جمع المعادلات (6),(5),(4),(3),(2) فإننا نحصل على المعادلة الأولى وهي معادلة التكوين :
Hf = + 2 (715)+6(218)+249-3242-39=-294

[الشيرازي]

ممكن تعطيني فكره مبسطه عن مفهوم الكالوريميتر عشان اقدر اساعدك .!؟

[البيلسان2010]

أهلاً وسهلاً بكَ معنا

http://itl.chem.ufl.edu/2045_s00/matter/FG05_016.GIF
هنــــــــــــــــا (http://www.qalqilia.edu.ps/calorimetry.htm)

وفي المرفق

وبالتوفيــــــــــــــــق