Задача на Термодинамику

[Alex Romanov]

При растворении 1 моля безводного карбоната натрия в 400 моль H2O выделяется 23,43 кДж/моль теплоты, а при растворении такого же количества кристаллогидрата Na2CO3*10H2O с образованием раствора той же концентрации поглощается 69,04 кДж/моль. Рассчитайте теплоту гидратации безводного карбоната натрия и объясните знаки тепловых эффектов растворения безводной соли и ее кристаллогидрата

[Alex Romanov]

подскажите мне пожалуйста в этом задании с чего мне начать решать задачу?!

[Hedgehog]

Закон Гесса использовать надо.

[Alex Romanov]

а каким образом его можно применить
если из закона гесса вытекает 2 следствия
1 следствие мы можем найти теплоту образование
а 2-е следствие мы можем найти теплоту сгорания

а в задаче надо найти теплоту гидратации

[Ahha]

а каким образом его можно применить
если из закона гесса вытекает 2 следствия
1 следствие мы можем найти теплоту образование
а 2-е следствие мы можем найти теплоту сгорания

а в задаче надо найти теплоту гидратации

"Теплота гидратации" ~ "теплота образования кристаллогидрата". (в данном случае)

[Alex Romanov]

т.е. мне надо найти теплоту образования этого вещества Na2CO3*10H2O ?

[Ahha]

Ну, я не совсем точно выразился, надо найти теплоту образования Na2CO3*10H2O, но не из элементов, а из безводной соды и воды. Т.е., надо найти тепловой эффект реакции Na2CO3+10H2O=Na2CO3*10H2O+Q.

[Alex Romanov]

как я знаю теплоты образования берутся из справочника и я вот смотрю сейчас и не могу понять какую теплоту образования мне взять для Na2CO3 потому что там написано для жидкого ΔHплавления=33,00 а еще есть Na2CO3-альфа и он равняется -1130
и как мне вот взять?

[Ahha]

Вам надо не из таблиц, а из цифр вашей задачи исходить. При чем здесь ΔHплавления, вообще непонятно.

[Alex Romanov]

значит мне надо сделать вот так -69,04 кДж/моль + 23,43 кДж/моль и получится -45,61 кДж/моль ????

[Ahha]

значит мне надо сделать вот так -69,04 кДж/моль + 23,43 кДж/моль и получится -45,61 кДж/моль

Это тепловые эффекты, а не энтальпии, так что со знаками у вас путаница. А вам ведь их еще и объяснять надо.

[Alex Romanov]

я тогда не понимаю

значит их просто надо сложить что ли?

[Ahha]

значит их просто надо сложить что ли?

Прежде всего, не надо гадать. У вас есть два процесса. Оба ведут в одно и тоже состояние - раствор кристаллогидрата в воде одной и той же концентрации, специально написано. Но начинаются они из разных точек. Аккуратно и внимательно напишите уравнения, описывающие оба процесса с учетом их теплоты. Потом посмотрите, какие из этих теплот вам известны. Дальше поймете, как искать неизвестную.

[Alex Romanov]

вот это 1-й процесс Na2CO3+10H2O=Na2CO3*10H2O+Q.
вот это 2-й процесс Na2CO3 +10H2O=Na2CO3*10H2O-Q.

Так?

[Ahha]

вот это 1-й процесс Na2CO3+10H2O=Na2CO3*10H2O+Q.
вот это 2-й процесс Na2CO3 +10H2O=Na2CO3*10H2O-Q.

Так?

Нет. Чем у вас второй процесс отличается от первого? Знаком при Q? Так не бывает. Читайте еще раз внимательно условие. Второй процесс - это просто растворение кристаллогидрата. Все.

В первом процессе формально правильно, но необходимо существенное уточнение: Na2CO3*10H2O получается в состоянии (р), то бишь в растворе! (а не твердый, скажем)

[Alex Romanov]

вот так?
это 1-й процесс Na2CO3+10H2O=Na2CO3*10H2O(р-р)+Q.
это 2-й процесс Na2CO3*10H2O=-Q или вот так Na2CO3*10H2O-Q ???

[Ahha]

вот так?
это 2-й процесс Na2CO3*10H2O=-Q или вот так Na2CO3*10H2O-Q ???

Ну вы хоть немного думайте, чего пишете. Что, Na2CO3*10H2O весь в теплоту превращается? Вот правильное уравнение:

Na2CO3*10H2O(тв.)=Na2CO3*10H2O(р-р)-Q

А теперь первый процесс разложите на две стадии. По закону Гесса механизм процесса на тепловой эффект не влияет. Сделайте так, чтобы одна из стадий была образованием кристаллогидрата. Тепловой эффект этой стадии вам и надо найти.

[Alex Romanov]

Na2CO3 + H2O = NaOH + NaHCO3
NaOH + NaHCO3 + H2O = Na2CO3*10H2O

так ?

[Ahha]

OMG! Ну, допустим. А теперь расставим коэффициенты при воде во втором уравнении.

NaOH + NaHCO3 +9H2O = Na2CO3*10H2O

Не так ли?

Сложим второе с первым, как уравнения математические складывают.

Na2CO3+NaOH + NaHCO3 +9H2O+ H2O = NaOH + NaHCO3+ Na2CO3*10H2O

Не так ли?

Упростим и сократим "слагаемые", одинаковые справа и слева.

Na2CO3(тв)+10Н2О=Na2CO3*10H2O(тв)

Так красивше, не правда ли? Не встречалось ли уже сегодня это уравнение?

А вторая стадия будет

Na2CO3*10H2O(тв.)=Na2CO3*10H2O(р-р)

Очень знакомое уравнение, не правда ли?

Итого вы имеете:

Na2CO3(тв)+10Н2О=Na2CO3*10H2O(тв)+ Q1

Na2CO3*10H2O(тв.)=Na2CO3*10H2O(р-р)+ Q2

Na2CO3(тв)+10Н2О=Na2CO3*10H2O(р-р)+ Q3

Какие из этих теплот вам известны, какие нет?

[Alex Romanov]

Q2 и Q3 известны
Q2= 69,04 кДж/моль
Q3=23,43 кДж/моль