1. Sebuah sampel 400 g air dipanaskan dari 9,50°C menjadi 80,0°C. Hitung jumlah kalor yang diserap oleh air (dalam kilojoule).
Strategi
Diketahui kuantitas air dan kalor jenis air. Dengan informasi ini dan kenaikan suhu, dapat dihitung jumlah kalor yang diserap (q).
Penyelesaian
q = m.c.Δt
= (400 g) (4,184 J/g°C) (80,0°C - 9,50°C)
= +117.94 x 105J
= +117.94 kJ
2. Sebuah kuantitas 1,435 g naftalena (C10H8), zat berbau pedas yang digunakan dalam pengusir ngengat, dibakar dalam kalorimeter bom volume tetap. Akibatnya, suhu air naik dari 20,28°C menjadi 25,95°C. Jika kapasitas kalor dari bom ditambah air 10,17 kJ/ °C, hitung kalor pembakaran naftalena secara molar; yaitu menemukan kalor pembakaran molar.
Diketahui kapasitas kalor dan kenaikan suhu, bagaimana menghitung kalor yang diserap oleh kalorimeter? Berapa kalor yang dihasilkan oleh pembakaran 1,435 g naftalena? Apa faktor konversi antara gram dan mol naftalena?
Penyelesaian :
Kalor yang diserap oleh bom dan air adalah sama dengan produk dari kapasitas kalor dan perubahan suhu. Dengan asumsi tidak ada kalor yang hilang ke lingkungan, dapat ditulis
qkal = Ckal.Δt
= (10,17 kJ/°C) (25,95°C - 20,28°C)
= +57,66 kJ
karena qsis = qkal + qrx = 0, qkal = -qrx. Perubahan kalor dari reaksi adalah +57,66 kJ. Ini adalah kalor yang dilepaskan oleh pembakaran 1,435 g C10H8; Oleh karena itu, dapat ditulis faktor konversi sebagai 57,66 kJ/1,435 g C10H8
Massa molar naftalena adalah 128,2 g, sehingga kalor dari pembakaran 1 mol naftalena adalah
= -5.151 x 103 kJ / mol
3. Sebuah pelet timbal (Pb) memiliki massa 26,47 g pada 89,98°C ditempatkan di kalorimeter tekanan tetap dengan mengabaikan kapasitas kalor mengandung 100,0 mL air. Suhu air naik dari 22,50°C menjadi 23,17°C. Berapakan kalor jenis pelet timbal?
Penyelesaian
Perlakukan kalorimeter sebagai sistem terisolasi (tidak ada kalor yang hilang ke lingkungan), dapat ditulis
qPb + qH₂O = 0 atau
qPb = -qH₂O
4. Reaksi termit melibatkan aluminium dan besi (III) oksida
2Al(s) + Fe₂O₃(s) → Al₂O₃(s) + 2Fe(l)
Reaksi ini sangat eksoterm dan besi cair yang terbentuk digunakan untuk logam las. Hitunglah kalor yang dilepaskan dalam kilojoule per gram dari Al yang bereaksi dengan Fe₂O₃. ΔHfº untuk Fe(l) adalah 12,40 kJ/mol.
Penyelesaian
Menggunakan nilai ΔHºf yang diberikan untuk Fe(l) dan nilai ΔHºf lainnya pada Data Termodinamika dan Persamaan (6.18), dapat ditulis
ΔHorx = [ΔHof (Al2O3) + 2ΔHof (Fe)] - [2ΔHof (Al) + ΔHof (Fe2O3)]
= [(-1669,8 kJ/mol) + 2(12,40 kJ/mol)] - [2(0) + (-822,2 kJ/mol)]
= -822,8 kJ/mol
Ini adalah jumlah kalor yang dilepaskan untuk dua mol Al yang bereaksi. Dapat digunakan rasio berikut
-822,8kJ/2 mol Al
untuk mengkonversi menjadi kJ/g Al. Massa molar Al adalah 26,98 g, sehingga
kalor yang dilepas per gram Al = (-822,8kJ/2 mol Al) x (1mol Al/26,98 g Al)
= -15,25 kJ/g
Kalor yang diserap air diberikan oleh
qH₂O = m.c.Δt di mana m adalah massa air dan c adalah kalor jenis dan Δt
= takhir - tawal . Karena itu,
qH₂O = (100,0 g) (4,184 J/g°C) (23,17°C - 22,50°C)
= 280,3 J
Karena kalor dilepas oleh pelet timbal adalah sama dengan kalor yang diterima oleh air, sehingga qPb = -280,3 J. Penyelesaian untuk kalor jenis Pb, dapat ditulis
qPb = m.c.Δt
-280,3J = (26,47 g) (s) (23,17°C - 89,98°C)
c = 0,158 J/g°C
