Kimia terapan – termodinamika, keselamatan kebakaran, komputasi

KimiaKimia terapan dan praktikumUsia 15–16

Tiga topik kimia terapan dalam satu simulasi, dipilih dengan parameter topik. Termodinamika kimia: ubah suhu untuk melihat pada titik mana ΔG = ΔH − TΔS untuk reaksi pembakaran kapur CaCO₃ → CaO + CO₂ berganti tanda dan reaksi menjadi spontan. Kimia dalam pencegahan kebakaran dan ledakan: segitiga api dan rentang konsentrasi mudah meledak metana, LPG dan hidrogen — klik sumber api untuk melihat apakah terjadi kebakaran atau ledakan, lalu pilih bahan pemadam yang sesuai. Praktikum kimia dan TI: seret titik data percobaan agar komputer membuat kurva kalibrasi A = ε·l·C, menghitung koefisien korelasi, dan menentukan konsentrasi sampel yang tidak diketahui.

Pelajaran: Termodinamika kimia (entalpi, entropi, energi bebas Gibbs); kimia dalam pencegahan kebakaran dan ledakan; praktikum kimia dan teknologi informasi

Yang ditunjukkan

Tiga topik pendalaman berada dalam satu simulasi. Termodinamika: ΔG = ΔH − TΔS menunjukkan bahwa reaksi endoterm dengan kenaikan entropi, seperti penguraian batu kapur, baru spontan di atas suhu tertentu, sekitar 1110 K. Keselamatan kebakaran: segitiga api dan batas ledak metana, LPG, dan hidrogen menjelaskan kapan campuran gas dan udara menyala atau meledak, serta bagaimana air, CO₂, dan serbuk kering masing-masing menghilangkan satu sisi segitiga. Komputasi: regresi linear membentuk garis kalibrasi Beer–Lambert, A = ε·l·C, untuk menentukan konsentrasi yang tidak diketahui.

Cara menggunakan

Berpindahlah antartopik dengan tab Termodinamika, Api & ledakan, dan Kimia & komputer. Pada topik pertama, geser Suhu reaksi dan catat saat ΔG berganti tanda; tekan Ganti reaksi untuk membandingkan contoh eksoterm. Pada topik kedua, atur Konsentrasi gas mudah terbakar di udara, tekan Nyalakan, lalu pilih Bahan pemadam. Pada topik ketiga, naikkan Galat acak pengukuran absorbans, tekan Ukur ulang data, dan amati koefisien korelasi.

Parameter yang dapat diubah

  • Topik saat ini 1. Termodinamika: ΔG = ΔH − TΔS, 2. Pencegahan kebakaran dan ledakan, 3. Praktikum kimia berbantuan komputer
  • Suhu reaksi 300–1500 K
  • Gas mudah terbakar di udara Metana CH₄ (meledak pada 5–15%), LPG (2,1–9,5%), Hidrogen H₂ (4–75%)
  • Konsentrasi gas mudah terbakar di udara 0–30 %
  • Bahan pemadam Tidak dipadamkan, Air (mendinginkan api), Gas CO₂ (menyingkirkan oksigen), Serbuk kering (menutup bahan bakar)
  • Galat acak pengukuran absorbans 0–20 %

Pertanyaan untuk dijelajahi

  1. Di atas suhu berapa penguraian CaCO₃ menjadi spontan, dan mengapa suhu menentukan hal ini?
  2. Mengapa campuran metana dan udara berkadar metana 20% tidak meledak saat diberi percikan api?
  3. Bagaimana galat pengukuran yang lebih besar memengaruhi koefisien korelasi dan konsentrasi sampel yang dihitung?