Hvad er entalpivariation?

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 (ΔH^O_f) i KJ.mol^-1 ved 25 °C af følgende stoffer:

• CH_4(g) = -74,8

• CHCI₃₍₁₎ = - 134,5

• HCl_(g) = - 92,3

For følgende reaktion:

CH_4(g) + 3 Cl_2(g) → CHCI₃₍₁₎ + 3HCl_(g)

ΔH^O_f det vil være:

a) - 151,9 KJ.mol^-1

Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen ;)

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:

• 1^O 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.

• 2^O 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

• 3^O 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

• 4^O Trin: Beregn entalpiændringen ved hjælp af værdierne fundet i de foregående trin i følgende udtryk:

H^O_f = Hp - Hr

H^O_f = - 411,4 - (-74,8)

H^O_f = -411,4 + 74,8

H^O_f = -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:

2KClO_3(er) → 2KCl_(s) + 3O_2(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 KClO_3(er) i KJ/mol?

For at bestemme entalpien for en af ​​komponenterne i ligningen ud fra viden om entalpivariationen skal vi udføre følgende trin:

• 1^O 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.

• 2^O 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

• 3^O 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:

H^O_f = Hp - Hr

812= 972 - 2.(Hr)

2 timer = 972-812

2 timer = 160

Hr = 160
2

Hr = 80 KJ/mol

Vil du referere til denne tekst i et skole- eller akademisk arbejde? Se:

DAGE, Diogo Lopes. "Hvad er entalpivariation?"; Brasilien skole. Tilgængelig i: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-variacao-entalpia.htm. Tilgået den 27. juli 2021.