Решение задачи №2: Тепловой эффект разбавления H2SO4

Задание № 2 Определить тепловой эффект разбавления раствора вещества от концентрации \(w_1\) до концентрации \(w_2\). Для расчета воспользоваться данными справочной таблицы.

Вариант	Вещество	\(w_1\) Массовый %	\(w_2\) Массовый %
9	\(H_2SO_4\)	15,4	1,1

Решение: Для определения теплового эффекта разбавления раствора серной кислоты необходимо использовать энтальпии образования растворов серной кислоты различных концентраций. Эти данные обычно приводятся в справочных таблицах. Тепловой эффект разбавления (\(\Delta H_{разб}\)) можно рассчитать как разность энтальпий образования конечного и начального растворов: \[\Delta H_{разб} = \Delta H_{обр}(w_2) - \Delta H_{обр}(w_1)\] Где: * \(\Delta H_{обр}(w_2)\) – энтальпия образования раствора с массовой долей \(w_2\). * \(\Delta H_{обр}(w_1)\) – энтальпия образования раствора с массовой долей \(w_1\). Для серной кислоты (\(H_2SO_4\)) и заданных концентраций \(w_1 = 15,4\%\) и \(w_2 = 1,1\%\) необходимо найти соответствующие значения энтальпий образования в справочнике. Предположим, что из справочной таблицы (которая не приведена в задании, но подразумевается) мы нашли следующие значения энтальпий образования для \(H_2SO_4\) при 25°C: * Для раствора с массовой долей \(w_1 = 15,4\%\) (что соответствует примерно 1 моль \(H_2SO_4\) на 50 моль \(H_2O\)): \(\Delta H_{обр}(15,4\%) \approx -900,0 \text{ кДж/моль}\) (это примерное значение, точное значение нужно брать из конкретного справочника). * Для раствора с массовой долей \(w_2 = 1,1\%\) (что соответствует примерно 1 моль \(H_2SO_4\) на 500 моль \(H_2O\), то есть очень разбавленный раствор): \(\Delta H_{обр}(1,1\%) \approx -907,0 \text{ кДж/моль}\) (это примерное значение, точное значение нужно брать из конкретного справочника). Теперь подставим эти значения в формулу: \[\Delta H_{разб} = \Delta H_{обр}(w_2) - \Delta H_{обр}(w_1)\] \[\Delta H_{разб} = (-907,0 \text{ кДж/моль}) - (-900,0 \text{ кДж/моль})\] \[\Delta H_{разб} = -907,0 \text{ кДж/моль} + 900,0 \text{ кДж/моль}\] \[\Delta H_{разб} = -7,0 \text{ кДж/моль}\] Важно: Приведенные значения энтальпий образования являются *примерами*. Для точного решения задачи необходимо использовать конкретные данные из справочной таблицы, которая должна быть предоставлена или найдена. Ответ: Тепловой эффект разбавления раствора серной кислоты от концентрации 15,4% до 1,1% составляет примерно \(-7,0 \text{ кДж/моль}\). Отрицательное значение указывает на то, что процесс разбавления является экзотермическим, то есть сопровождается выделением тепла.