provést výpočet entalpie reakce to znamená určit změnu energie, ke které došlo od smíchání reaktantů po tvorbu produktů. V rovnici níže máme zastoupení reaktantů a produktů
A + B → C + D
A + B = činidla
C + D = Produkty
Každý účastník reakce má entalpii (H), to znamená, že každý účastník má určité množství energie. V průběhu reakce se přeruší vazby mezi reaktanty a vytvoří se vazby mezi atomy produktů. Tímto způsobem se během chemické reakce vytvoří kolísání energie.
Pro stanovení výpočtu entalpie reakce je nejprve nutné znát jednotlivé entalpie každého z účastníků. Normálně cvičení vždy udávají hodnoty entalpie reaktantů a produktů. Například:
ZnS+O2 → ZnO + SO2
HZnS = - 49,23 kcal/mol
HO2 = 0 kcal/mol
HZnO = - 83,24 kcal/mol
HSO2 = -70,994 kcal/mol
Pokud bychom měli jednoduchou látku, byla by hodnota entalpie nulová. Je však pozoruhodné, že pokud je jednoduchá látka v reakci alotrop, musíme být opatrní, abychom věděli, zda máme co do činění s nejstabilnějším alotropem chemického prvku, který tvoří tuto látku. Ó
allotrop stabilnější má vždy entalpii nulu, takže cvik tuto indikaci neprovede. Podívejte se na tabulku s prvky, které tvoří allotropy, a těmi, které jsou stabilnější:
POZNÁMKA: Nejstabilnější alotropní forma prvku označuje látku vyskytující se ve větším množství v přírodě.
Výpočet entalpie reakce se obecně nazývá variace entalpie a je vždy reprezentován zkratkou ∆H. Protože se jedná o variaci, výpočet entalpie reakce zahrnuje odečtení entalpie produktů od entalpie reaktantů:
∆H = HPRO - HR
Výpočet variace entalpie nám umožňuje identifikovat, zda je reakce endotermická nebo exotermická. Pokud je výsledek negativní, bude reakce exotermická; pokud je výsledek pozitivní, reakce bude endotermická.
∆H = - (exotermní)
∆H = + (endotermní)
Při provádění výpočtu variace entalpie reakce je velmi důležité, abychom byli velmi věnujte pozornost rovnováze, protože hodnoty entalpie poskytované cvičením jsou vždy vyjádřeny v mol. Má-li tedy účastník reakce více než jeden mol, musíme jeho hodnotu entalpie vynásobit jeho množstvím vyjádřeným ve vyrovnání. Viz příklad:
2 ZnS + 3 O2 → 2 ZnO + 2 SO2
Pozorujeme, že koeficienty, které vyvažují rovnici, jsou 2, 3, 2 a 2. Hodnoty entalpie každého z účastníků tedy budou:
HZnS = - 49,23. 2 = - 98,46 kcal/mol
HO2 = 0. 3 = 0 kcal/mol
HZnO = - 83,24. 2 = -166,48 kcal/mol
HSO2 = - 70,994. 2 = -141 988 kcal/mol
Z těchto dat můžeme vypočítat variaci entalpie reakce. Je třeba si uvědomit, že hodnoty produktů musí být sečteny, stejně jako hodnoty činidel:
∆H = HPRO - HR
∆H = [(-166,48) + (-141,998)] - [(-98,46) + 0]
∆H = (- 308,468) - (-98,46)
∆H = -308,468 + 98,46
∆H = - 210,008 Kcal/mol
POZNÁMKA: Protože výsledek byl negativní, je tato reakce exotermická.
Nyní postupujte podle řešení vestibulárního cvičení pro výpočet entalpie reakce:
(UFMS) Hodnota H pro vyváženou rovnici níže je: Data: HAg2S = -32,6 KJ/mol, HH2O = -285,8 KJ/mol, HH2S = -20,6 KJ/mol,
2 Ag2S + 2 H2O → 4 Ag + 2 H2S + O2
a) 485,6 KJ
b) 495,6 KJ
c) 585,6 KJ
d) 595,6 KJ
e) 600 KJ
Údaje poskytnuté cvičeními jsou:
POZNÁMKA: Jak máme O2 v rovnici, která je nejstabilnějším alotropem kyslíku, je jeho entalpie 0 KJ. Jelikož je Ag jednoduchá látka, jeho entalpie má hodnotu 0 KJ.
HAg2S = -32,6 KJ/mol
HH2O = -285,8 KJ/mol
HH2S = -20,6 KJ/mol
S ohledem na rovnováhu musíme koeficient vynásobit entalpií každého z účastníků:
HAg2S = - 32,6. 2 = - 65,2 KJ
HH2O = - 285,8. 2 = - 571,6 KJ
HH2S = - 20,6. 2 = - 41,2 KJ
HO2 = 0. 1 = 0 kJ
HAg = 0. 4 = 0 kJ
Nakonec stačí použít data ve vzorci variace entalpie:
∆H = HPRO - HR
∆H = [(0) + (-41,2) + 0] - [(-65,2) + (-571,6)]
∆H = (-41,2) - (-636,8)
∆H = -41,2 + 636,8
∆H = 595,6 Kcal/mol
Protože výsledek variace byl pozitivní, reakce je endotermická.
Ode mě, Diogo Lopes Dias
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-entalpia-uma-reacao.htm
