Ацетилен (этин, C₂H₂) — это химическое соединение, характеризующееся высокой энергетической плотностью. При сгорании ацетилена возникает реакция, сопровождающаяся выделением большого количества тепла. Такой процесс является одним из наиболее эффективных способов выделения энергии.
Для определения количества выделяемой теплоты при сгорании ацетилена можно использовать термохимическое уравнение реакции:
C₂H₂ + 5/2 O₂ → 2 CO₂ + H₂O
В этом уравнении указаны все реагенты и продукты реакции. Согласно уравнению, при сгорании 1 моля ацетилена выделяется 1300 кДж. Таким образом, для определения количества выделяемой теплоты при израсходовании 13 г ацетилена, необходимо применить пропорциональность и расчеты.
Сколько теплоты выделится
Для определения количества выделяющейся теплоты при израсходовании 13 г ацетилена, необходимо знать его тепловую реакцию. Реакция сгорания ацетилена можно представить следующим уравнением:
2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O
Из уравнения видно, что для полного сгорания 1 моля ацетилена (C2H2) требуется 5 молей кислорода (O2). Атомные массы элементов:
| Элемент | Атомная масса, г/моль |
|---|---|
| C | 12.01 |
| H | 1.01 |
| O | 16.00 |
Молярная масса ацетилена:
| C | H | Атомная масса, г/моль |
|---|---|---|
| 2 x 12.01 | 2 x 1.01 | 26.04 |
Теплота образования 1 моля СО2 равна -393.5 кДж/моль, а теплота образования 1 моля H2O равна -285.8 кДж/моль. Теплота сгорания ацетилена (ΔH) вычисляется следующим образом:
ΔH = (4 x ΔHСО2) + (2 x ΔHН2О)
ΔH = (4 x (-393.5 кДж/моль)) + (2 x (-285.8 кДж/моль))
Теплота сгорания ацетилена равна -2511.4 кДж/моль.
Для определения теплоты выделившейся теплоты при израсходовании 13 г ацетилена, необходимо вычислить количество молей ацетилена:
Моль ацетилена = (масса / молярная масса)
Моль ацетилена = (13 г / 26.04 г/моль) ≈ 0.4995 моль
Теплота, выделенная при сгорании 13 г ацетилена, равна:
Теплота = (количество молей x ΔH)
Теплота = (0.4995 моль x -2511.4 кДж/моль) ≈ -1255 кДж
Таким образом, при израсходовании 13 г ацетилена выделится около 1255 кДж теплоты.
При израсходовании 13 г
При горении 1 моль ацетилена выделяется 1300 кДж теплоты, что означает, что на каждые 26 г ацетилена выделяется 1300 кДж теплоты. Таким образом, при израсходовании 13 г ацетилена будет выделено примерно 650 кДж теплоты.
Высокая теплота сгорания ацетилена обеспечивает его использование в различных отраслях промышленности, включая сварку и резку металлов, производство пластмасс и резины, а также в процессе синтеза органических соединений.
Ацетилен
Ацетилен является нестабильным веществом, которое может легко деградировать в случае неправильного хранения или высокой температуры. Он очень воспламеняется и может быть опасен при неправильном использовании. Ацетилен обычно хранится в цилиндрах с пористым материалом, который поглощает его для безопасного хранения и транспортировки.
При сжигании ацетилена образуется высокая температура пламени, что делает его идеальным для использования в сварочных работах. В процессе горения ацетилена выделяется значительное количество теплоты, что позволяет использовать его в качестве источника тепла для нагрева и прочих промышленных процессов.
| Формула | Молярная масса (г/моль) | Температура кипения (°C) |
|---|---|---|
| C2H2 | 26.04 | -80.8 |
Изучение источников данных
Для расчета количества выделяющейся теплоты при израсходовании 13 г ацетилена необходимо обратиться к химическим источникам данных, которые содержат информацию о теплоформировании и теплоотдаче различных соединений.
В основе расчетов лежит закон теплового эффекта Лей-Шателие. Согласно этому закону, изменение теплоты реакции может быть рассчитано путем вычитания суммарных теплот тех веществ, которые входят в реакцию, из суммарных теплот образования конечных продуктов. При этом каждое химическое соединение имеет свою тепловую константу, которая отражает количество энергии, выделяемое или поглощаемое в процессе его образования или разложения.
Для расчета выделения теплоты при израсходовании ацетилена можно использовать следующие источники данных:
- Справочные таблицы по химии, в которых приведена информация о тепловых константах различных химических соединений. Примером такой таблицы может быть справочник «Химическая энциклопедия» или «Справочник химика». В таблицах можно найти данные о теплоте образования ацетилена и продуктов его сгорания.
- Научные статьи и публикации в химических журналах, в которых авторы делятся результатами своих исследований, включая данные о выделении теплоты при различных химических реакциях.
- Химические учебники и учебные пособия, в которых приводится информация о тепловом эффекте различных химических реакций.
- Онлайн архивы химических баз данных, предоставляющие доступ к информации о физических и химических свойствах химических соединений, включая тепловую константу.
Изучение различных источников данных позволяет получить достоверную информацию о выделении теплоты при израсходовании 13 г ацетилена и провести необходимые расчеты.
Расчет теплового эффекта
Для расчета теплового эффекта при израсходовании 13 г ацетилена, необходимо знать значение стандартной энтальпии реакции. Но перед этим проведем следующие шаги:
1. Найдем молярную массу ацетилена (C2H2) по формуле:
M = (2 * M(C)) + (2 * M(H))
2. Выразим количество вещества ацетилена (n) по формуле:
n = m / M, где m — масса ацетилена, M — молярная масса ацетилена
3. Воспользуемся стандартной энтальпией образования ацетилена (ΔHf^0) из химических табличных данных. Она равна -227 кДж/моль.
4. Расчет теплоты (Q) осуществим по формуле:
Q = n * ΔHf^0
5. Итак, подставляем значения и получаем результат: