Τι είναι η παραλλαγή της ενθαλπίας;

παραλλαγή ενθαλπίας είναι ένα φυσικό μέγεθος που αντιπροσωπεύεται από τη συντομογραφία ΔΗ (το ελληνικό γράμμα Δ σημαίνει παραλλαγή και το γράμμα Η αντιπροσωπεύει ενθαλπία) που δείχνει την ποσότητα ενέργειας που απορροφάται ή εκλύεται από α χημική αντίδραση.

• Ενδόθερμη αντίδραση: όταν απορροφάται ενέργεια.

• Εξώθερμη αντίδραση: όταν απελευθερώνεται ενέργεια.

Έκφραση για τον υπολογισμό της μεταβολής της ενθαλπίας

Όπως με όλες τις παραλλαγές που δουλέψαμε στη Φυσική, η παραλλαγή της ενθαλπίας καθορίζεται από την αφαίρεση μεταξύ του τελικού αποτελέσματος και του αρχικού. Καθώς το τέλος μιας αντίδρασης αντιστοιχεί στα προϊόντα και η αρχή αντιστοιχεί στα αντιδρώντα, επομένως:

ΔH = Προϊόντα - Αντιδραστήρια

Καθώς κάθε χημική ουσία έχει μια συγκεκριμένη ποσότητα ενέργειας (ενθαλπία), για να υπολογιστεί η παραλλαγή ενθαλπίας, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η ποσότητα ενέργειας κάθε μέλους της αντίδρασης, ως εξής:

• Αντιδραστήρια: εάν η αντίδραση έχει περισσότερα από ένα προϊόντα, πρέπει επίσης να προστεθούν οι ενθαλπίες τους.

Αν μια αντίδραση παρουσιάζει την ακόλουθη εξίσωση:

A + 2 B →

Η ενθαλπία των αντιδρώντων θα δοθεί προσθέτοντας την ενθαλπία του αντιδρώντος Α στο άθροισμα του διπλάσιου της ενθαλπίας του Β (αυτό συμβαίνει επειδή υπάρχουν 2 γραμμομόρια Β ​​στην εξίσωση).

Hr = HA + 2.HB

• Προϊόντα: εάν η αντίδραση παρουσιάζει περισσότερα από ένα προϊόντα, οι ενθαλπίες τους πρέπει να προστεθούν μαζί.

Αν μια αντίδραση παρουσιάζει την ακόλουθη εξίσωση:

A + 2 B → C + 3D

Η ενθαλπία των αντιδρώντων θα δοθεί από το άθροισμα της ενθαλπίας του προϊόντος C με το άθροισμα της τριπλής ενθαλπίας του D (αυτό συμβαίνει επειδή υπάρχουν 3 γραμμομόρια D στην εξίσωση).

Hp = HC + 3.HD

Έτσι, η έκφραση για τον υπολογισμό του παραλλαγή ενθαλπίας δίνεται με την αφαίρεση μεταξύ της ενθαλπίας των προϊόντων και της ενθαλπίας των αντιδρώντων μιας χημικής αντίδρασης.

ΔH = Hp - Hr

Ερμηνεία του αποτελέσματος της μεταβολής της ενθαλπίας

Καθώς πρόκειται για αφαίρεση μεταξύ των ενθαλπιών των προϊόντων και των αντιδραστηρίων, το αποτέλεσμα της διακύμανσης της ενθαλπίας μπορεί να είναι θετικό ή αρνητικό.

• Αρνητικός: όταν η ενθαλπία των αντιδρώντων είναι μεγαλύτερη από αυτή των προϊόντων.

Hr > Hp

• Θετικός: όταν η ενθαλπία των προϊόντων είναι μεγαλύτερη από αυτή των αντιδρώντων.

Hp > Hr

Από το αποτέλεσμα της μεταβολής της ενθαλπίας, μπορούμε να ταξινομήσουμε την αντίδραση σε ενδόθερμη ή εξώθερμη, σύμφωνα με το ακόλουθο κριτήριο:

• Ενδόθερμος: όταν το αποτέλεσμα είναι θετικό.

ΔH > 0

• Εξώθερμη: όταν το αποτέλεσμα είναι αρνητικό.

ΔH < 0

Παραδείγματα για τον προσδιορισμό της μεταβολής της ενθαλπίας μιας χημικής αντίδρασης

1ο Παράδειγμα (UFF-RJ): Εξετάστε τις προεπιλεγμένες τιμές ενθαλπίας σχηματισμού (ΔH^Ο_φά) σε KJ.mol^-1 στους 25 °C, από τις ακόλουθες ουσίες:

• CH_{4 (g)} = -74,8

• CHCl₃₍₁₎ = - 134,5

• HCl_(σολ) = - 92,3

Για την ακόλουθη αντίδραση:

CH_{4 (g)} + 3Cl_{2 (g)} → CHCl₃₍₁₎ + 3HCl_(σολ)

Το ΔH^Ο_φά θα είναι:

α) - 151,9 KJ.mol^-1

Μη σταματάς τώρα… Υπάρχουν και άλλα μετά τη διαφήμιση ;)

β) 168,3 KJ.mol^-1

γ) - 673,2 KJ.mol^-1

δ) - 336,6 KJ.mol^-1

ε) 841,5 KJ.mol^-1

Για να προσδιορίσουμε τη μεταβολή της ενθαλπίας αυτής της αντίδρασης, πρέπει να εκτελέσουμε τα ακόλουθα βήματα:

• 1^Ο Βήμα: Ελέγξτε εάν η εξίσωση είναι ισορροπημένη. Αν όχι, πρέπει να είναι ισορροπημένο.

Η εξίσωση που παρέχει η άσκηση είναι ισορροπημένη, άρα έχουμε 1 mole CH₄ και 3 mol Cl₂ στα αντιδραστήρια και 1 mol CHCl₃ και 3 mol HCl στα προϊόντα.

• 2^Ο Βήμα: Υπολογίστε την ποσότητα της ενθαλπίας των προϊόντων (Hp), πολλαπλασιάζοντας την ποσότητα σε mol με την ενθαλπία που παρέχεται και στη συνέχεια προσθέτοντας τα αποτελέσματα:

Hp = προϊόν CHCl₃ + προϊόν HCl

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

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

Hp = -134,5 - 276,9

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

• 3^Ο Βήμα: Υπολογίστε την ποσότητα της ενθαλπίας των αντιδρώντων (Hr), πολλαπλασιάζοντας την ποσότητα σε mol με την ενθαλπία που δίνεται και στη συνέχεια προσθέτοντας τα αποτελέσματα:

Σημείωση: Όπως το Cl₂ είναι μια απλή ουσία, άρα η ενθαλπία της είναι 0.

Hr = αντιδραστήριο CH₄ + Αντιδραστήριο Cl₂

Ώρα = 1.(-74,8) + 3.(0)

Hr = -74,8 + 0

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

• 4^Ο Βήμα: Υπολογίστε τη μεταβολή της ενθαλπίας, χρησιμοποιώντας τις τιμές που βρέθηκαν στα προηγούμενα βήματα στην ακόλουθη έκφραση:

H^Ο_φά = Hp - Hr

H^Ο_φά = - 411,4 - (-74,8)

H^Ο_φά = -411,4 + 74,8

H^Ο_φά = -336,6 KJ.mol^-1

2ο Παράδειγμα (UEM-PR): Είναι δυνατή η παρασκευή αερίου οξυγόνου στο εργαστήριο θερμαίνοντας προσεκτικά το χλωρικό κάλιο, σύμφωνα με την αντίδραση:

2KClO_3(ες) → 2KCl_(μικρό) + 3Ο_{2 (g)} ΔH= +812 KJ/mol

Υποθέτοντας ότι η ενθαλπία του KCl_(μικρό) αξίζει +486 KJ/Mol και λαμβάνοντας υπόψη το σύστημα στους 25 °C και 1 atm, ποια είναι η προεπιλεγμένη τιμή ενθαλπίας του KClO_3(ες) σε KJ/mol;

Για να προσδιορίσουμε την ενθαλπία ενός από τα συστατικά της εξίσωσης από τη γνώση της μεταβολής της ενθαλπίας, πρέπει να εκτελέσουμε τα ακόλουθα βήματα:

• 1^Ο Βήμα: Ελέγξτε εάν η εξίσωση είναι ισορροπημένη. Αν όχι, πρέπει να είναι ισορροπημένο.

Η εξίσωση που παρέχει η άσκηση είναι ισορροπημένη, άρα έχουμε 2 mol KclO₃ στο αντιδραστήριο, και 2 mol KCl και 3 mol O₂ στα προϊόντα.

• 2^Ο Βήμα: Υπολογίστε την ποσότητα της ενθαλπίας των προϊόντων (Hp), πολλαπλασιάζοντας την ποσότητα σε mol με την ενθαλπία που παρέχεται και στη συνέχεια προσθέτοντας τα αποτελέσματα:

Σημείωση: Όπως ο Ο₂ είναι μια απλή ουσία, άρα η ενθαλπία της είναι 0.

Hp = προϊόν KCl+ προϊόν Ο₂

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

Hp = +972 + 0

Hp = 972 KJ.mol^-1

• 3^Ο Βήμα: Υπολογίστε την ενθαλπία του αντιδραστηρίου KClO₃, χρησιμοποιώντας την παραλλαγή ενθαλπίας, που παρέχεται στη δήλωση, και τα προϊόντα ενθαλπίας που υπολογίστηκαν στο προηγούμενο βήμα, στην ακόλουθη έκφραση:

H^Ο_φά = Hp - Hr

812= 972 - 2.(Ώρες)

2Hr = 972-812

2 ώρες = 160

Hr = 160
2

Hr = 80 KJ/mol

Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε ένα σχολικό ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:

DAYS, Ντιόγκο Λόπες. "Τι είναι η παραλλαγή της ενθαλπίας;" Σχολή Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-variacao-entalpia.htm. Πρόσβαση στις 27 Ιουλίου 2021.