entalpi variation er en fysisk størrelse repræsenteret af forkortelsen ΔH (det græske bogstav Δ betyder variation og bogstavet H repræsenterer entalpi) som angiver mængden af energi absorberet eller frigivet af en kemisk reaktion.
Endoterm reaktion: når energi absorberes;
Eksoterm reaktion: når energi frigives.
Udtryk til beregning af entalpiændring
Som med alle variationer, der arbejdes på i fysik, bestemmes entalpivariationen ud fra subtraktionen mellem det endelige resultat og det oprindelige. Da slutningen af en reaktion svarer til produkterne og begyndelsen svarer til reaktanterne, derfor:
ΔH = Produkter - Reagenser
Da hvert kemisk stof har en bestemt mængde energi (enthalpi), for at beregne entalpi variation, det er nødvendigt at tage hensyn til energimængden af hvert medlem af reaktionen, som følger:
Reagenser: hvis reaktionen har mere end et produkt, skal deres entalpier også tilføjes;
Hvis en reaktion præsenterer følgende ligning:
A + 2 B →
Reaktanternes entalpi vil blive givet ved at lægge entalpien af reaktant A til summen af det dobbelte af entalpien af B (dette skyldes, at der er 2 mol B i ligningen).
Hr = HA + 2.HB
Produkter: hvis reaktionen præsenterer mere end ét produkt, skal deres entalpier lægges sammen;
Hvis en reaktion præsenterer følgende ligning:
A + 2 B → C + 3D
Reaktanternes entalpi vil være givet ved summen af entalpien af produktet C med summen af den tredobbelte entalpi af D (dette skyldes, at der er 3 mol D i ligningen).
Hp = HC + 3.HD
Således udtrykket til at beregne entalpi variation er givet ved subtraktionen mellem produkternes entalpi og entalpien af reaktanterne i en kemisk reaktion.
ΔH = Hp - Hr
Fortolkning af resultatet af entalpivariation
Da det er en subtraktion mellem entalpierne af produkter og reagenser, kan resultatet af entalpivariationen være positiv eller negativ.
Negativ: når reaktanternes entalpi er større end produkternes.
Hr > Hp
Positiv: når produkternes entalpi er større end reaktanternes.
Hp > Hr
Ud fra resultatet af entalpivariationen kan vi klassificere reaktionen i endoterm eller eksoterm, efter følgende kriterium:
Endotermisk: når resultatet er positivt.
ΔH > 0
Eksotermisk: når resultatet er negativt.
ΔH < 0
Eksempler på hvordan man bestemmer entalpiændringen af en kemisk reaktion
1. eksempel (UFF-RJ): Overvej standardentalpiværdierne for dannelse (ΔHOf) i KJ.mol-1 ved 25 °C af følgende stoffer:
CH4(g) = -74,8
CHCI3(1) = - 134,5
HCl(g) = - 92,3
For følgende reaktion:
CH4(g) + 3 Cl2(g) → CHCI3(1) + 3HCl(g)
ΔHOf det vil være:
a) - 151,9 KJ.mol-1
b) 168,3 KJ.mol-1
c) - 673,2 KJ.mol-1
d) - 336,6 KJ.mol-1
e) 841,5 KJ.mol-1
For at bestemme entalpivariationen af denne reaktion skal vi udføre følgende trin:
1O Trin: Tjek om ligningen er afbalanceret. Hvis ikke, skal det være afbalanceret.
Ligningen fra øvelsen er afbalanceret, så vi har 1 mol CH4 og 3 mol Cl2 i reagenserne og 1 mol CHCI3 og 3 mol HCl i produkterne.
2O Trin: Beregn mængden af entalpi for produkterne (Hp), multiplicer mængden i mol med den leverede entalpi og add derefter resultaterne:
Hp = CHCI-produkt3 + HCl-produkt
Hp = 1,(-134,5) + 3,(-92,3)
Hp = -134,5 + (-276,9)
Hp = -134,5 - 276,9
Hp = -411,4 KJ.mol-1
3O Trin: Beregn mængden af entalpi for reaktanterne (Hr), multiplicer mængden i mol med den angivne entalpi og add derefter resultaterne:
Bemærk: Som Cl2 det er et simpelt stof, så dets entalpi er 0.
Hr = CH-reagens4 + Cl-reagens2
Hr = 1,(-74,8) + 3,(0)
Hr = -74,8 + 0
Hr = -74,8 KJ.mol-1
4O Trin: Beregn entalpiændringen ved hjælp af værdierne fundet i de foregående trin i følgende udtryk:
HOf = Hp - Hr
HOf = - 411,4 - (-74,8)
HOf = -411,4 + 74,8
HOf = -336,6 KJ.mol-1
2. eksempel (UEM-PR): Det er muligt at fremstille iltgas i laboratoriet ved omhyggeligt at opvarme kaliumchlorat i henhold til reaktionen:
2KClO3(er) → 2KCl(s) + 3O2(g) ΔH= +812 KJ/mol
Forudsat at entalpien af KCl(s) er +486 KJ/Mol værd, og i betragtning af systemet ved 25 °C og 1 atm, hvad er standardentalpiværdien for KClO3(er) i KJ/mol?
For at bestemme entalpien for en af komponenterne i ligningen ud fra viden om entalpivariationen skal vi udføre følgende trin:
1O Trin: Tjek om ligningen er afbalanceret. Hvis ikke, skal det være afbalanceret.
Ligningen fra øvelsen er afbalanceret, så vi har 2 mol KclO3 i reagenset, og 2 mol KCl og 3 mol O2 på produkterne.
2O Trin: Beregn mængden af entalpi for produkterne (Hp), multiplicer mængden i mol med den leverede entalpi og add derefter resultaterne:
Bemærk: Som O2 det er et simpelt stof, så dets entalpi er 0.
Hp = produkt KCl+ produkt O2
Hp = 2.(+486) + 3.(0)
Hp = +972 + 0
Hp = 972 KJ.mol-1
3O Trin: Beregn entalpien for KClO-reagenset3, ved hjælp af entalpivariationen, der er angivet i erklæringen, og produkternes entalpi beregnet i det foregående trin, i følgende udtryk:
HOf = Hp - Hr
812= 972 - 2.(Hr)
2 timer = 972-812
2 timer = 160
Hr = 160
2
Hr = 80 KJ/mol
Kilde: Brasilien skole - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-variacao-entalpia.htm