Was ist Enthalpievariation?

Enthalpievariation ist eine physikalische Größe, die durch die Abkürzung ΔH dargestellt wird (der griechische Buchstabe Δ bedeutet Variation und der Buchstabe H steht für Enthalpie), die die Energiemenge angibt, die von a. aufgenommen oder abgegeben wird chemische Reaktion.

• Endotherme Reaktion: wenn Energie absorbiert wird;

• Exotherme Reaktion: wenn Energie freigesetzt wird.

Ausdruck zur Berechnung der Enthalpieänderung

Wie bei allen Variationen, die in der Physik bearbeitet werden, wird die Enthalpievariation aus der Subtraktion zwischen dem Endergebnis und dem Ausgangsergebnis bestimmt. Da das Ende einer Reaktion den Produkten entspricht und der Beginn den Edukten entspricht, gilt daher:

ΔH = Produkte - Reagenzien

Da jede chemische Substanz eine bestimmte Energiemenge (Enthalpie) besitzt, kann man zur Berechnung der Enthalpievariation, Es ist notwendig, die Energiemenge jedes Reaktionsmitglieds wie folgt zu berücksichtigen:

• Reagenzien: wenn die Reaktion mehr als ein Produkt enthält, müssen auch deren Enthalpien addiert werden;

Wenn eine Reaktion die folgende Gleichung darstellt:

A + 2 B →

Die Enthalpie der Reaktanten ergibt sich durch Addition der Enthalpie von Reaktant A zur Summe der doppelten Enthalpie von B (dies liegt daran, dass die Gleichung 2 Mol B enthält).

Stunde = HA + 2.HB

• Produkte: Wenn die Reaktion mehr als ein Produkt enthält, müssen deren Enthalpien addiert werden;

Wenn eine Reaktion die folgende Gleichung darstellt:

A + 2 B → C + 3D

Die Enthalpie der Reaktanten ergibt sich aus der Summe der Enthalpie des Produkts C mit der Summe der Tripel-Enthalpie von D (dies liegt daran, dass die Gleichung 3 Mol D enthält).

PS = HC + 3.HD

Somit ist der Ausdruck zur Berechnung der Enthalpievariation ergibt sich aus der Subtraktion zwischen der Enthalpie der Produkte und der Enthalpie der Reaktionspartner einer chemischen Reaktion.

H = Hp - Hr

Interpretieren des Ergebnisses der Enthalpievariation

Da es sich um eine Subtraktion zwischen den Enthalpien von Produkten und Reagenzien handelt, kann das Ergebnis der Enthalpievariation positiv oder negativ sein.

• Negativ: wenn die Enthalpie der Reaktanten größer ist als die der Produkte.

Std > PS

• Positiv: wenn die Enthalpie der Produkte größer ist als die der Reaktanten.

PS > Std

Aus dem Ergebnis der Enthalpievariation können wir die Reaktion klassifizieren in endotherm oder exotherm, nach folgendem Kriterium:

• Endothermisch: wenn das Ergebnis positiv ist.

H > 0

• Exotherm: wenn das Ergebnis negativ ist.

H < 0

Beispiele zur Bestimmung der Enthalpieänderung einer chemischen Reaktion

1. Beispiel (UFF-RJ): Betrachten Sie die Standard-Enthalpiewerte der Bildung (ΔH^Ö_F) in KJ.mol^-1 bei 25 °C, aus folgenden Stoffen:

• CH_4(g) = -74,8

• CHCl₃₍₁₎ = - 134,5

• HCl_(g) = - 92,3

Für folgende Reaktion:

CH_4(g) + 3Cl_2(g) → CHCl₃₍₁₎ + 3HCl_(g)

Das ΔH^Ö_F es wird sein:

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

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b) 168,3 KJ.mol^-1

c) - 673,2 KJ.mol^-1

d) - 336,6 KJ.mol^-1

e) 841,5 KJ.mol^-1

Um die Enthalpievariation dieser Reaktion zu bestimmen, müssen wir die folgenden Schritte ausführen:

• 1^Ö Schritt: Überprüfen Sie, ob die Gleichung ausgeglichen ist. Wenn nicht, muss es ausgeglichen werden.

Die von der Übung bereitgestellte Gleichung ist ausgeglichen, wir haben also 1 Mol CH₄ und 3 mol Cl₂ in den Reagenzien und 1 mol CHCl₃ und 3 mol HCl in den Produkten.

• 2^Ö Schritt: Berechnen Sie die Enthalpiemenge der Produkte (Hp), multiplizieren Sie die Menge in Mol mit der gelieferten Enthalpie und addieren Sie dann die Ergebnisse:

Hp = CHCl-Produkt₃ + HCl-Produkt

Hp = 1.(-134,5) + 3.(-92,3)

PS = -134,5 + (-276,9)

PS = -134,5 - 276,9

Hp = - 411,4 KJ.mol^-1

• 3^Ö Schritt: Berechnen Sie die Enthalpie der Reaktanten (Hr), multiplizieren Sie die Menge in Mol mit der angegebenen Enthalpie und addieren Sie dann die Ergebnisse:

Hinweis: Als Cl₂ es ist eine einfache Substanz, daher ist seine Enthalpie 0.

Hr = CH-Reagenz₄ + Cl-Reagenz₂

Stunde = 1.(-74.8) + 3.(0)

Stunde = -74,8 + 0

Hr = -74,8 KJ.mol^-1

• 4^Ö Schritt: Berechnen Sie die Enthalpieänderung, indem Sie die in den vorherigen Schritten gefundenen Werte im folgenden Ausdruck verwenden:

h^Ö_F = PS - Std

h^Ö_F = - 411,4 - (-74,8)

h^Ö_F = -411,4 + 74,8

h^Ö_F = -336,6 KJ.mol^-1

2. Beispiel (UEM-PR): Es ist möglich, Sauerstoffgas im Labor durch vorsichtiges Erhitzen von Kaliumchlorat gemäß der Reaktion herzustellen:

2KClO_3(s) → 2KCl_(S) + 3O_2(g) ΔH= +812 KJ/mol

Angenommen, die Enthalpie von KCl_(S) ist +486 KJ/Mol wert und wenn man das System bei 25 °C und 1 atm betrachtet, was ist der Standard-Enthalpiewert von KClO_3(s) in KJ/Mol?

Um die Enthalpie einer der Komponenten der Gleichung aus der Kenntnis der Enthalpievariation zu bestimmen, müssen wir die folgenden Schritte ausführen:

• 1^Ö Schritt: Überprüfen Sie, ob die Gleichung ausgeglichen ist. Wenn nicht, muss es ausgeglichen werden.

Die Gleichung der Übung ist ausgeglichen, wir haben also 2 mol KclO₃ im Reagenz und 2 mol KCl und 3 mol O₂ auf den Produkten.

• 2^Ö Schritt: Berechnen Sie die Enthalpiemenge der Produkte (Hp), multiplizieren Sie die Menge in Mol mit der gelieferten Enthalpie und addieren Sie dann die Ergebnisse:

Hinweis: Als O₂ es ist eine einfache Substanz, daher ist seine Enthalpie 0.

Hp = Produkt KCl + Produkt O₂

PS = 2.(+486) + 3.(0)

PS = +972 + 0

Hp = 972 KJ.mol^-1

• 3^Ö Schritt: Berechnen Sie die Enthalpie des KClO-Reagens₃, unter Verwendung der in der Anweisung angegebenen Enthalpievariation und der im vorherigen Schritt berechneten Produktenthalpie im folgenden Ausdruck:

h^Ö_F = PS - Std

812 = 972 - 2. (Std.)

2 Stunden = 972-812

2 Stunden = 160

Stunde = 160
2

Stunde = 80 KJ/mol

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TAGE, Diogo Lopes. "Was ist Enthalpievariation?"; Brasilien Schule. Verfügbar in: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-variacao-entalpia.htm. Zugriff am 27. Juli 2021.