Thermochemie: Was ist das, chemische Reaktionen und Enthalpie

Thermochemie ist der Teil der Chemie, der die Wärmemenge (Energie) untersucht, die an chemischen Reaktionen beteiligt ist.

Wenn eine Reaktion Wärme freisetzt, wird sie als exotherm klassifiziert. Die Wärmeaufnahme einer Reaktion führt dazu, dass sie endotherm ist.

Die Thermochemie untersucht auch die Energieübertragung bei einigen physikalischen Phänomenen, wie z. B. Änderungen der Aggregatzustände.

Thermochemie und Wärme

Bei chemischen Reaktionen kann Energie aufgenommen oder abgegeben werden. Diese Wärmeübertragung erfolgt vom Körper mit der höchsten Temperatur zum Körper mit der niedrigsten Temperatur.

Wärmeübertragung vom heißen Körper (A) auf den kalten Körper (B)

Es sei daran erinnert, dass Wärme, auch Wärmeenergie genannt, ein Konzept ist, das den Austausch von Wärmeenergie zwischen zwei Körpern bestimmt. Ö Wärmebilanz entsteht, wenn die beiden Materialien die gleiche Temperatur erreichen.

Endotherme und exotherme Reaktionen

es heißt endotherme Reaktion die Reaktion, bei der Wärme aufgenommen wird. Auf diese Weise nimmt ein Körper Wärme aus der Umgebung auf, in die er eingebracht wird. Deshalb verursacht die endotherme Reaktion ein Gefühl der Abkühlung.

Beispiel: Beim Einreiben von Alkohol am Arm nimmt der Arm die Wärme dieser Substanz auf. Aber wenn wir uns nach dem Alkoholgenuss auf den Arm pusten, verspüren wir ein leichtes Frösteln, ein Gefühl, das auf die endotherme Reaktion zurückzuführen ist.

schon die exotherme Reaktion es ist umgekehrt. Es ist die Abgabe von Wärme und somit ist das Gefühl wärmend.

Beispiel: In einem Lager stehen die Menschen am Feuer, damit die Hitze der Flammen ihre Umgebung wärmt.

Wärmestrom bei endothermen und exothermen Reaktionen

Wärmeaustausch findet auch bei den Änderungen von Körperlicher Status. Es zeigt sich, dass beim Übergang von fest zu flüssig und von flüssig zu gasförmig der Prozess endotherm ist. Umgekehrt ist der Übergang von gasförmig zu flüssig und von flüssig zu fest exotherm.

Enthalpie

Enthalpie (H) ist die Energie in den Energieabsorptions- bzw. -abgabereaktionen ausgetauscht, endotherm und exotherm.

Es gibt kein Gerät, das Enthalpie messen kann. Aus diesem Grund wird seine Variation (ΔH) gemessen, die unter Berücksichtigung der Enthalpie des Edukts (Anfangsenergie) und der Enthalpie des Produkts (Endenergie) erfolgt.

Die am häufigsten vorkommenden Enthalpiearten sind:

Bildungsenthalpie	Absorbierte oder freigesetzte Energie, die benötigt wird, um 1 Mol einer Substanz zu bilden.
Verbrennungsenthalpie	Freigesetzte Energie, die zur Verbrennung von 1 Mol Substanz führt.
Link-Enthalpie	Energie, die beim Aufbrechen von 1 Mol einer chemischen Bindung im gasförmigen Zustand absorbiert wird.

Während die Enthalpie Energie misst, Entropie misst den Grad der Unordnung chemischer Reaktionen.

Hess' Gesetz

Germain Henry Hess stellte fest, dass:

Die Enthalpieänderung (ΔH) einer chemischen Reaktion hängt unabhängig von der Anzahl der Reaktionen nur vom Anfangs- und Endzustand der Reaktion ab.

Die Energieschwankung nach dem Hessschen Gesetz wird durch die folgende Formel bestimmt:

H = H_f - H_ich

Wo,

• H: Enthalpievariation
• H_f: Endenthalpie oder Produktenthalpie
• H_ich: Anfangsenthalpie oder Reagenzienenthalpie

Daraus schließen wir, dass die Enthalpievariation bei einer exothermen Reaktion negativ ist. Die Enthalpievariation ist wiederum positiv, wenn wir einer endothermen Reaktion gegenüberstehen.

Lesen Sie diese Texte, um noch mehr über das Thema zu erfahren.:

• Thermodynamik
• Kalorimetrie
• spürbare Hitze
• latente Wärme

Übungen mit kommentiertem Feedback

1. (Udesc/2011) Gegeben die folgenden Gleichungen:

(DAS)	2CO(G) + Aus2(g) → 2CO2(G)	H = - 565,6 kj
(B)	2CH4Ö(G) + 3O2(g) → 2CO2(G) + 4H2Ö(1)	H = - 1462,6 kj
(Ç)	3O2(g) → 2O3(g)	ΔH = + 426,9 kj
(D)	Vertrauen2Ö3(g) + 3C(s) → 2Fe(s) + 3CO(G)	ΔH = +490,8 kj

Betrachten Sie die folgenden Sätze in Bezug auf die Gleichungen:

ICH. Reaktionen (A) und (B) sind endotherm.
II. Reaktionen (A) und (B) sind exotherm.
III. Reaktionen (C) und (D) sind exotherm.
IV. Reaktionen (C) und (D) sind endotherm.
V. Die Reaktion mit der größten Energiefreisetzung ist (B).
SAH. Die Reaktion mit der größten Energiefreisetzung ist (D).

Überprüfe die korrekte Alternative.

a) Nur die Aussagen II, III und V sind wahr.
b) Nur die Aussagen I, III und VI sind wahr.
c) Nur die Aussagen I, IV und VI sind wahr.
d) Nur die Aussagen II, V und VI sind wahr.
e) Nur die Aussagen II, IV und V sind wahr.

Siehe Antwort

Richtige Alternative: e) Nur die Aussagen II, IV und V sind wahr.

eine falsche. Aussage III ist nicht wahr.

Entgegen Aussage III sind die Reaktionen (C) und (D) endotherm, da das positive Vorzeichen in der Enthalpievariation auf eine Wärmeaufnahme hinweist.

b) FALSCH. Keine der in dieser Alternative zitierten Aussagen ist richtig. Sie liegen falsch, weil:

• Die Reaktionen (A) und (B) sind exotherm, da das negative Vorzeichen der Enthalpieänderung die Wärmeabgabe anzeigt.
• Die Reaktionen (C) und (D) sind endotherm, da das positive Vorzeichen der Enthalpieänderung eine Wärmeaufnahme anzeigt.
• Reaktion (D) setzt keine Energie frei, da sie endotherm ist.

c) FALSCH. Von den drei in dieser Alternative zitierten Aussagen ist nur IV richtig. Die anderen beiden sind falsch, weil:

• Die Reaktionen (A) und (B) sind exotherm, da das negative Vorzeichen der Enthalpieänderung die Wärmeabgabe anzeigt.
• Reaktion (D) setzt keine Energie frei, das positive Vorzeichen der Enthalpieänderung zeigt an, dass die Reaktion endotherm ist.

d) FALSCH. Aussage VI ist nicht wahr.

Im Gegensatz zu Aussage VI setzt Reaktion (D) keine Energie frei, da sie endotherm ist.

a) RICHTIG. Die Aussagen sind richtig, weil:

• Die Reaktionen (A) und (B) sind exotherm, da die Energieänderung negativ ist.
• Die Reaktionen (C) und (D) sind endotherm, da der Wert von ΔH positiv ist.
• Die Reaktion mit der größten Energiefreisetzung ist (B), da diese unter den exothermen Reaktionen der Äußerung diejenige mit dem höchsten Wert mit negativem Vorzeichen ist.

Diese Texte helfen Ihnen, Ihr Wissen zu erweitern:

• Übungen zur Thermochemie
• chemische Umwandlungen
• Chemische Reaktionen

2. (Enem/2011) Eine ungewöhnliche Möglichkeit zum Bohnenkochen ist die Verwendung einer Thermoskanne. Einen Teil Bohnen und drei Teile Wasser in eine Pfanne geben und das Set etwa 5 Minuten kochen lassen, dann das gesamte Material in eine Thermoskanne geben. Ungefähr 8 Stunden später werden die Bohnen gekocht.

Das Kochen der Bohnen findet in der Thermoskanne statt, weil

a) Wasser reagiert mit Bohnen, und diese Reaktion ist exotherm.
b) Bohnen nehmen weiterhin Wärme aus dem umgebenden Wasser auf, da es sich um einen endothermen Prozess handelt.
c) das betrachtete System ist praktisch isoliert, sodass die Bohnen keine Energie gewinnen oder verlieren können.
d) die Thermoskanne liefert genug Energie, um die Bohnen zu kochen, sobald die Reaktion beginnt.
e) die Reaktionsenergie erhitzt das Wasser, das eine konstante Temperatur hält, da es sich um einen exothermen Prozess handelt.

Siehe Antwort

Richtige Alternative: b) Bohnen nehmen weiterhin Wärme aus dem umgebenden Wasser auf, da es sich um einen endothermen Prozess handelt.

eine falsche. Eine chemische Reaktion ist durch die Bildung neuer Stoffe gekennzeichnet, die beim Kochen von Bohnen nicht auftreten.

b) RICHTIG. Wenn Wasser erhitzt wird, gewinnt es Wärme und eine Thermoskanne lässt diese Energie nicht an die Umgebung verloren. So nehmen Bohnen Wärme aus Wasser auf und kochen durch einen endothermen Prozess.

c) FALSCH. Das System ist von der äußeren Umgebung isoliert. In der Flasche stehen Bohnen und Wasser in direktem Kontakt und führen somit einen Wärmeaustausch durch.

d) FALSCH. Die Thermoskanne hat die Funktion, das System zu isolieren, damit die darin befindliche Mischung keine Wärme mit der Umgebung austauschen kann.

e) FALSCH. Die Temperatur ist nicht konstant, da Wasser Wärme an die Bohnen abgibt, es verliert Energie, bis die beiden Temperaturen gleich sind.

Lesen Sie die folgenden Texte und erfahren Sie mehr über die Themen dieser Ausgabe:

• Physikalische und chemische Umwandlungen
• Hitze und Temperatur
• Wärmeenergie