Obliczenia w Chemii technicznej nieorganicznej

Lista 7

Wiadomości teoretyczne:

Ciepło i jego jednostki. Prawo Dulonga i Petita. Równowaga termochemiczna. Prawo Hessa.

Ciepło przemian fazowych substancji i ciepło reakcji chemicznych. Ciepło tworzenia,

spalania, zobojętnia, rozpuszczania, hydratacji.

(1 cal = 4,186 J; 1 atm = 101325 Pa; 1 mm Hg = 133,322 Pa = 1 Tr)

Zadania:

1. Ciepło molowe azotanu potasowego w temperaturze 298 K wynosi 93,02 J/mol·K.

Obliczyć ciepło właściwe azotanu potasowego w temperaturze 298 K.

(0,92 J/(kg·K))

2. Ciepło właściwe tlenku węgla w temperaturze 298 K i pod ciśnieniem 1 atm wynosi

0,55 cal/g·K Obliczyć ciepło molowe tlenku węgla w temperaturze 298 K i w stałej objętości.

(21 J/(mol·K))

3. Ciepło właściwe kadmu wynosi 0,23 J/g·K w temperaturze pokojowej. Obliczyć

dokładną masę atomową kadmu wiedząc, że tlenek kadmu zawiera 12,46% tlenu.

(112,42)

4. Spalając wodór wyparty z kwasu przez 5,02 g żelaza otrzymano 1,619 g wody. Obliczyć

dokładną masę atomową żelaza wiedząc, że ciepło właściwe tego metalu wynosi 0,46

J/g·K w temperaturze pokojowej.

(55,86)

5. Obliczyć całkowitą ilość ciepła potrzebną do przekształcenia 19,52 g indu stałego o temperaturze 293 K w 19,52 g indu ciekłego o temperaturze 443 K wiedząc, że pod stałym ciśnieniem średnie ciepła właściwe indu stałego i indu ciekłego wynoszą

odpowiednio 6,7 cal/(g·K) i 75 cal/(g·K), temperatura topnienia indu jest równa 430 K

a ciepło topnienia indu w temperaturze topnienia pod ciśnieniem 1 atm równa się – 780

cal/mol.

(-1278,9 J)

6. Obliczyć ilość ciepła potrzebną do pełnego przekształcenia 5 moli wody ciekłej o temperaturze 18 oC parę wodną o temperaturze 100 oC wiedząc, że średnie ciepła właściwe wody w tym przedziale temperatur wynosi 75,42 J/g·K, a ciepło parowania

wody w temperaturze wrzenia pod ciśnieniem 1 atm wynosi – 37,7 kJ/mol. Założyć, że

bardzo szybko ogrzewano wodę i wskutek tego utworzyło się znikomo mało pary

wodnej przed osiągnięciem temperatury 100 oC.

(-56,48 kcal)

7. Obliczyć ilość ciepła wydzielonego podczas przejścia 31,67 g chlorku chromu (III) z

fazy gazowej w fazę stałą w temperaturze 1218 K wiedząc, że pod ciśnieniem 1 atm

stały chlorek chromu sublimuje w temperaturze 1218 K, a jego ciepło sublimacji w tych

warunkach wynosi – 56, kcal/mol.

(11,36 kcal)

8. Obliczyć ciepło tworzenia azotku magnezu (Mg3N2) wiedząc, że podczas powstawania

tego związku z 60,77 g magnezu w środowisku azotu gazowego wydziela się 137,9 kcal

ciepła w temperaturze 298,17 K i pod ciśnieniem 1 atm.

(165,49 kcal)

9. Obliczyć ciepło reakcji spalania 10 dm3 metanu odmierzonego w warunkach

standardowych wiedząc, że ciepło tworzenia dwutlenku węgla wynosi 94,05 kcal/mol,

ciepło tworzenia wody ciekłej równa się 68,32 kcal/mol i ciepło tworzenia metanu jest równe 17,89 kcal/mol.

(212,8 kcal)

10. Obliczyć efekt cieplny procesu rozpuszczania 40 g bezwodnego siarczanu wapnia w dużym nadmiarze wody w temperaturze pokojowej wiedząc, że ciepło rozpuszczania

tego związku w dużym nadmiarze wody wynosi – 20,1 kJ/mol w temperaturze

pokojowej.

(-1,41 kcal)

11. Obliczyć molowe ciepło hydratacji bezwodnego siarczanu magnezowego w

temperaturze 293 K wiedząc, że w tej temperaturze ciepła rozpuszczania bezwodnego

siarczanu magnezowego i jego siedmiowodnego hydratu MgSO4·7 H2O w dużym

nadmiarze wody wynoszą odpowiednio 20,4 i -3,2 kcal/mol.

(23,6 kcal)

Opracowała:

Dr Magdalena Klakočar-Ciepacz