Termochemie: co to je, chemické reakce a entalpie

Termochemie je součástí chemie, která studuje množství tepla (energie) zapojeného do chemických reakcí.

Když reakce uvolňuje teplo, je klasifikována jako exotermická. Absorpce tepla při reakci způsobuje, že je endotermická.

Termochemie také studuje přenos energie u některých fyzikálních jevů, jako jsou změny stavů hmoty.

Termochemie a teplo

Při chemických reakcích může být energie absorbována nebo uvolněna. Tento přenos tepla probíhá z těla, které má nejvyšší teplotu, do těla s nejnižší teplotou.

Přenos tepla z horkého tělesa (A) do chladného tělesa (B)

Je třeba si uvědomit, že teplo, nazývané také tepelná energie, je koncept, který určuje výměnu tepelné energie mezi dvěma tělesy. Ó tepelná bilance se stanoví, když oba materiály dosáhnou stejné teploty.

Endotermické a exotermické reakce

jmenuje se to endotermická reakce reakce, při které je teplo absorbováno. Tímto způsobem tělo absorbuje teplo z prostředí, ve kterém je vloženo. Proto endotermická reakce způsobuje pocit ochlazení.

Příklad: Při tření alkoholu na paži paže absorbuje teplo této látky. Když však po vypití alkoholu foukneme na paži, pociťujeme trochu chladu, pocit, který je výsledkem endotermické reakce.

již exotermická reakce je to naopak. Jde o uvolnění tepla, a tím pocit zahřívá.

Příklad: V táboře lidé stojí u ohně, takže teplo uvolněné plameny ohřívá okolní lidi.

Tepelný tok v endotermických a exotermických reakcích

K tepelným výměnám dochází také při změnách fyzický stav. Ukazuje se, že při změně z pevné látky na kapalinu a z kapaliny na plyn je proces endotermický. Naopak, změna z plynu na kapalinu a z kapaliny na pevnou látku je exotermická.

entalpie

Entalpie (H) je energie vyměňovány v reakcích absorpce energie a uvolňování endotermické a exotermické.

Neexistuje žádné zařízení schopné měřit entalpii. Z tohoto důvodu se měří jeho variace (ΔH), která se provádí s ohledem na entalpii reaktantu (počáteční energie) a entalpii produktu (konečná energie).

Nejběžnější typy entalpie jsou:

Entalpie formace	Absorbovaná nebo uvolněná energie potřebná k vytvoření 1 molu látky.
Entalpie spalování	Uvolněná energie, která má za následek spalování 1 molu látky.
Link entalpie	Energie absorbovaná při rozbití 1 molu chemické vazby v plynném stavu.

Zatímco entalpie měří energii, entropie měří stupeň poruchy chemických reakcí.

Hessův zákon

Germain Henry Hess prokázal, že:

Změna entalpie (ΔH) v chemické reakci závisí pouze na počátečním a konečném stavu reakce, bez ohledu na počet reakcí.

Variace energie podle Hessova zákona se stanoví pomocí následujícího vzorce:

ΔH = H_F - H_i

Kde,

• ΔH: variace entalpie
• H_F: konečná entalpie nebo produktová entalpie
• H_i: počáteční entalpie nebo entalpie činidla

Z toho usuzujeme, že odchylka entalpie je negativní, když jsme konfrontováni s exotermickou reakcí. Varianta entalpie je zase pozitivní, když čelíme endotermické reakci.

Nezapomeňte si tyto texty přečíst, abyste se o tématu dozvěděli ještě více.:

• Termodynamika
• Kalorimetrie
• citelné horko
• latentní teplo

Cvičení s komentovanou zpětnou vazbou

1. (Udesc / 2011) Vzhledem k následujícím rovnicím:

(THE)	2CO(G) + O.2 (g) → 2CO2(G)	ΔH = - 565,6 kj
(B)	2CH4Ó(G) + 3O2 (g) → 2CO2(G) + 4H2Ó(1)	ΔH = - 1462,6 kj
(C)	3O2 (g) → 2O3 (g)	ΔH = + 426,9 kj
(D)	Víra2Ó3 (g) + 3 ° C(s) → 2Fe(s) + 3CO(G)	ΔH = +490,8 kj

Zvažte následující návrhy ve vztahu k rovnicím:

I. Reakce (A) a (B) jsou endotermické.
II. Reakce (A) a (B) jsou exotermické.
III. Reakce (C) a (D) jsou exotermické.
IV. Reakce (C) a (D) jsou endotermické.
PROTI. Reakce s největším uvolňováním energie je (B).
VIDĚL. Reakce s největším uvolněním energie je (D).

Zkontrolujte správnou alternativu.

a) Pouze tvrzení II, III a V jsou pravdivá.
b) Platí pouze tvrzení I, III a VI.
c) Platí pouze tvrzení I, IV a VI.
d) Platí pouze tvrzení II, V a VI.
e) Pouze tvrzení II, IV a V jsou pravdivá.

Viz odpověď

Správná alternativa: e) Platí pouze tvrzení II, IV a V.

a) NESPRÁVNÉ. Prohlášení III není pravdivé.

Na rozdíl od tvrzení III jsou reakce (C) a (D) endotermické, protože pozitivní znaménko ve variantě entalpie naznačuje absorpci tepla.

b) NESPRÁVNÉ. Žádné z tvrzení citovaných v této alternativě není správné. Mýlí se, protože:

• Reakce (A) a (B) jsou exotermické, protože záporné znaménko ve změně entalpie naznačuje uvolňování tepla.
• Reakce (C) a (D) jsou endotermické, protože kladné znaménko ve změně entalpie naznačuje absorpci tepla.
• Reakce (D) neuvolňuje energii, protože je endotermická.

c) NESPRÁVNÉ. Ze tří tvrzení citovaných v této alternativě je správné pouze IV. Ostatní dva se mýlí, protože:

• Reakce (A) a (B) jsou exotermické, protože záporné znaménko ve změně entalpie naznačuje uvolňování tepla.
• Reakce (D) neuvolňuje energii, pozitivní znaménko ve změně entalpie naznačuje, že reakce je endotermická.

d) NESPRÁVNÉ. Prohlášení VI není pravdivé.

Na rozdíl od tvrzení VI reakce (D) neuvolňuje energii, protože je endotermická.

a) SPRÁVNĚ. Prohlášení jsou správná, protože:

• Reakce (A) a (B) jsou exotermické, protože změna energie je negativní.
• Reakce (C) a (D) jsou endotermické, protože hodnota ΔH je pozitivní.
• Reakce s největším uvolněním energie je (B), protože mezi exotermickými reakcemi promluvy je to ta s nejvyšší hodnotou se záporným znaménkem.

Tyto texty vám pomohou rozšířit vaše znalosti:

• Cvičení z termochemie
• chemické transformace
• Chemické reakce

2. (Enem / 2011) Neobvyklou možností vaření fazolí je použití termosky. Na pánev položte část fazolí a tři díly vody a nechte sadu vařit asi 5 minut, poté přeneste veškerý materiál do termosky. Přibližně o 8 hodin později se fazole uvaří.

Vaření fazolí probíhá uvnitř termosky, protože

a) voda reaguje s fazolemi a tato reakce je exotermická.
b) fazole nadále absorbují teplo z okolní vody, protože jde o endotermický proces.
c) uvažovaný systém je prakticky izolovaný a neumožňuje fazolím získávat nebo ztrácet energii.
d) termoska poskytuje dostatek energie k vaření fazolí, jakmile začne reakce.
e) energie zapojená do reakce ohřívá vodu, která udržuje konstantní teplotu, protože jde o exotermický proces.

Viz odpověď

Správná alternativa: b) fazole nadále absorbují teplo z okolní vody, protože jde o endotermický proces.

a) NESPRÁVNÉ. Chemická reakce je charakterizována tvorbou nových látek, ke kterým při vaření fazolí nedochází.

b) SPRÁVNĚ. Když se voda ohřívá, získává teplo a termoska nedovolí, aby se tato energie ztratila pro životní prostředí. Fazole tedy absorbují teplo z vody a vaří se pomocí endotermického procesu.

c) NESPRÁVNÉ. Systém je izolován od vnějšího prostředí. Uvnitř láhve jsou fazole a voda v přímém kontaktu, a proto provádějí tepelnou výměnu.

d) NESPRÁVNÉ. Termoska má funkci izolace systému a nedovoluje směsi v ní vyměňovat teplo s okolním prostředím.

e) NESPRÁVNÉ. Teplota není konstantní, protože voda přenáší teplo na fazole a ztrácí energii, dokud nejsou obě teploty stejné.

Podívejte se na níže uvedené texty a dozvíte se více o tématech obsažených v tomto čísle:

• Fyzikální a chemické transformace
• teplo a teplota
• Termální energie