Beste Sam,

Om deze opgave volledig te kunnen beantwoorden hebben we eigenlijk een aantal gegevens meer nodig. Zoals via welke reactie de zinkchloride wordt gevormd.

Als we aannemen dat de zinkchloride volgens de volgende reactie wordt gevormd:

Zn (s) + Cl₂ (g) -> ZnCl₂ (s/l?)

Dan wordt de reactiewarmte als volgt berekend:

Er = Eontleding (Zn) + Eontleding (Cl₂) + Evorming (ZnCl₂)

Waarbij Zn en Cl₂ als elementen een ontledingswarmte van 0 kJ/mol hebben, dus:

Er = 0 + 0 + 415 kJ / mol = 415 kJ / mol

Let op! De vormingswarrmte van zinkchloride is echter geen 415 kJ / mol, maar – 415 kJ / mol. Heb je deze wellicht verkeerd overgenomen uit binas?

Dus feitelijk is de reactiewarmte:

Er = – 415 kJ / mol.

Een negatieve reactiewarmte wil zeggen dat er door de reactie chemische energie wordt afgestaan aan de omgeving, in dit geval in de vorm van warmte. De omgeving verkrijgt dus energie.

Dit betekent dat Q = – Er = 415 kJ / mol

Je zegt dat je 1 mol stof hebt, daarmee bereken je vervolgens volledig juist dat dT = 5,21 * 10^3 oC (let op significantie).

Om nu vervolgens te kunnen berekenen of het zinkchloride daadwerkelijk smelt, moeten we ook weten hoeveel energie er nodig is om 1 mol zink te smelten. Dit is namelijk een endotherm proces. Echter aangezien je alleen het smeltpunt hebt gekregen van zinkchloride, moeten we hier de aanname doen dat de hoeveelheid energie die nodig is om 1 mol zinkchloride te smelten verwaarloosbaar is. Dit is een terechte aanname als je bedenkt dat de smelttemperatuur 365^oC is en we een temperatuurstijging hebben die meer dan 10x zo groot is.

We zouden eigenlijk ook de begintemperatuur moeten weten, maar zelfs wanneer de beginstoffen zouden reageren bij 0K (laagst mogelijke temperatuur) komen we met deze temperatuurstijging ruim boven het smeltpunt van zinkchloride uit. Kortom, zinkchloride ontstaat hier inderdaad als een vloeistof (misschien zelfs als gas… zou interessant zijn om te onderzoeken).

Een wat meer riskante aanname hierbij is dat de waarde voor de soortelijke warmte bij deze temperatuurstijging constant is. Dit is voor kleine temperatuurstijgingen wel het geval, maar voor dergelijke hoge stijgingen niet. Dit zou (deels) kunnen verklaren waarom je een dergelijke belachelijk hoge temperatuurstijging in deze opgave vind.

Eveneens kan het zijn dat Zn en Cl₂ in hun elementaire toestand helemaal niet spontaan met elkaar reageren, maar dat zinkchloride uit andere beginstoffen gevormd wordt. Dan wordt de reactievergelijking natuurlijk ook anders en krijg je te maken met ontledingswarmtes, waardoor Er vermoedelijk ook een stuk kleiner wordt en dat leidt dan ook tot een minder drastische temperatuurstijging. Tot slot, zoals genoemd wordt de energie die nodig is om zinkchloride te smelten ook al verwaarloosd.

Mogelijk dat deze kanttekeningen je wat gerust stellen bij het vinden van deze absurd hoge temperatuurstijging. Echter op basis van de informatie die je ons gegeven hebt lijkt je berekening, los van de verkeerde vormingswarmte, verder volledig juist.

Controleer dus nog even goed in de opgave of je niets gemist hebt.

Als je nog vragen hebt, dan horen we het graag!

Met vriendelijke groeten,

Yvette

Hallo Sam,

Zoals de de eerste deskundige al zei, je bent goed op weg. Behalve de + waarde van de vormingsenthalpie; dat moet echt – 415 kJ/mol zijn. Je praat nu ineens over warmtecapaciteit in plaats van soortelijke warmte; dat moet echte soortelijke warmte zijn. Met als aanname dat de soortelijke warmte constant blijft tijdens de temperatuurstijging, kun je met deze gegevens inderdaad de vraag beantwoorden.

Groet,

Jan Wim Peters