ΔH = +25.7 kJ 50.0 g NH4NO3 water 125 mL 4.18 J 25.0℃

Instant cold packs are effective

because the dissolution of solid NH4NO3 is endothermic:

NH4NO3(s) + H2O(l) → NH4NO3(aq) ... ΔH = +25.7 kJ/mol

What is the final temperature in a squeezed cold pack

that contains 50.0 g of NH4NO3 dissolved in 125 mL of water?

Assume a specific heat of 4.18 J/g•℃ for the solution,

an initial temperature of 25.0℃,

and no heat transfer between the cold pack and the environment.

운동선수의 부상을 치료하는 데 사용하는 순간 냉찜질 팩에는 고체 NH4NO3와 물주머니가 들어 있다. 팩이 압착되면 물주머니가 터지고, 이때 고체가 녹는 흡열 반응이 부상 부위의 온도를 낮춘다.

NH4NO3(s) → NH4NO3(aq) ... ΔH = +25.7 kJ/mol

50.0 g의 NH4NO3가 물 125 mL에 용해되어 있는 냉찜질 팩을 압착했을 때의 최종 온도는 몇 ℃인가? 용액의 비열은 4.18 J/(g•℃), 초기 온도는 25.0 ℃이며, 냉찜질 팩과 주위 간의 열전달은 없다고 가정하자.

NH4NO3의 몰질량 = 80.04 g/mol 이므로,

50.0 g / (80.04 g/mol) = 0.6247 mol NH4NO3

0.6247 mol × (25.7 kJ/mol) = 16.1 kJ = 16100 J

---> 이만큼의 열을 팩이 빼앗는다.

q = C m Δt

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2897 )

Δt = q / C m

= 16100 J / [(4.18 J/g•℃) (50.0 + 125 g)]

= 22.0℃

---> 흡열이므로, 이만큼 온도가 낮아질 것이다.

25.0 – 22.0 = 3.0℃

답: 3.0℃

[공식] Δt 계산

= [ NH4NO3의 질량(g) / 80.04 × ΔH(kJ/mol) × 1000 ]

/ [ 용액의 비열 × (NH4NO3의 질량(g) + 물의 질량(g)) ]

= [50.0 / 80.04 × 25.7 × 1000] / [4.18 × (50.0 + 125)]

= 21.9473℃

[키워드] 냉찜질 팩 기준, 냉찜질 기준, NH4NO3 기준, 흡열반응 기준