entalpia variatsioon on füüsikaline suurus, mida tähistab lühend ΔH (kreeka täht Δ tähendab variatsiooni ja täht H tähistab entalpia), mis näitab a neeldunud või vabanenud energia hulka keemiline reaktsioon.
Endotermiline reaktsioon: kui energia neeldub;
Eksotermiline reaktsioon: energia vabanemisel.
Avaldis entalpia muutuse arvutamiseks
Nagu kõigi füüsikas töötatud variatsioonide puhul, määratakse entalpia variatsioon lõpptulemuse ja esialgse tulemuse vahelisest lahutamisest. Kuna reaktsiooni lõpp vastab saadustele ja algus reagentidele, siis:
ΔH = Tooted – Reaktiivid
Kuna igal keemilisel ainel on konkreetne kogus energiat (entalpia), tuleb arvutada entalpia variatsioon, on vaja arvestada iga reaktsiooniliikme energiahulka järgmiselt:
Reaktiivid: kui reaktsioonis on rohkem kui üks saadus, tuleb lisada ka nende entalpiad;
Kui reaktsioon esitab järgmise võrrandi:
A + 2 B →
Reaktiivide entalpia saadakse, lisades reagendi A entalpia kahekordse B entalpia summale (seda seetõttu, et võrrandis on 2 mooli B-d).
Hr = HA + 2.HB
Tooted: kui reaktsioonis tekib rohkem kui üks saadus, tuleb nende entalpiad liita;
Kui reaktsioon esitab järgmise võrrandi:
A + 2 B → C + 3D
Reaktiivide entalpia saadakse korrutise C entalpia ja D kolmekordse entalpia summana (see on tingitud sellest, et võrrandis on 3 mooli D).
Hp = HC + 3.HD
Seega avaldis arvutada entalpia variatsioon saadakse keemilise reaktsiooni produktide entalpia ja reaktiivide entalpia lahutamisel.
ΔH = Hp - Hr
Entalpia variatsiooni tulemuse tõlgendamine
Kuna tegemist on produktide ja reaktiivide entalpiate lahutamisega, võib entalpia variatsiooni tulemus olla positiivne või negatiivne.
Negatiivne: kui reaktiivide entalpia on suurem kui saaduste entalpia.
Hr > Hp
Positiivne: kui produktide entalpia on suurem kui reageerivate ainete entalpia.
Hp > Hr
Entalpia variatsiooni tulemuse põhjal saame reaktsiooni klassifitseerida endotermiline või eksotermiline, vastavalt järgmisele kriteeriumile:
Endotermiline: kui tulemus on positiivne.
ΔH > 0
Eksotermiline: kui tulemus on negatiivne.
ΔH < 0
Näited keemilise reaktsiooni entalpiamuutuse määramise kohta
1. näide (UFF-RJ): Võtke arvesse moodustumise entalpia vaikeväärtusi (ΔHOf) KJ.mol-1 25 °C juures järgmistest ainetest:
CH4(g) = -74,8
CHCl3(1) = - 134,5
HCl(g) = - 92,3
Järgmise reaktsiooni jaoks:
CH4(g) + 3Cl2(g) → CHCl3(1) + 3HCl(g)
ΔHOf saab olema:
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
Selle reaktsiooni entalpia variatsiooni määramiseks peame tegema järgmised sammud:
1O Samm: Kontrollige, kas võrrand on tasakaalus. Kui ei, siis peab see olema tasakaalus.
Harjutuse võrrand on tasakaalus, seega on meil 1 mool CH-d4 ja 3 mol Cl2 reagentides ja 1 mol CHCl3 ja 3 mol HCl toodetes.
2O Samm: Arvutage toodete entalpia kogus (Hp), korrutades koguse molides tarnitud entalpiaga ja seejärel liites tulemused:
Hp = CHCI produkt3 + HCl toode
Hp = 1,(-134,5) + 3,(-92,3)
Hp = -134,5 + (-276,9)
Hp = -134,5 - 276,9
Hp = -411,4 KJ.mol-1
3O Samm: Arvutage reagentide entalpia kogus (Hr), korrutades selle koguse molides antud entalpiaga ja lisades saadud tulemused:
Märkus. Nagu Cl2 see on lihtne aine, seega on selle entalpia 0.
Hr = CH reaktiiv4 + Cl reaktiiv2
Hr = 1,(-74,8) + 3,(0)
Hr = -74,8 + 0
Hr = -74,8 KJ.mol-1
4O Samm: Arvutage entalpia muutus, kasutades eelmistes etappides leitud väärtusi järgmises avaldises:
HOf = Hp - Hr
HOf = - 411,4 - (-74,8)
HOf = -411,4 + 74,8
HOf = -336,6 KJ.mol-1
2. näide (UEM-PR): Laboris on võimalik valmistada gaasi hapnikku kaaliumkloraati ettevaatlikult kuumutades vastavalt reaktsioonile:
2KClO3(s) → 2KCl(s) + 3O2(g) ΔH= +812 KJ/mol
Eeldusel, et KCl entalpia(s) on väärt +486 KJ/Mol ja arvestades süsteemi 25 °C ja 1 atm juures, mis on KClO vaikeentalpia väärtus3(s) KJ/mol?
Võrrandi ühe komponendi entalpia määramiseks entalpia variatsiooni teadmiste põhjal peame tegema järgmised sammud:
1O Samm: Kontrollige, kas võrrand on tasakaalus. Kui ei, siis peab see olema tasakaalus.
Harjutuse võrrand on tasakaalus, seega on meil 2 mol KclO3 reagendis ja 2 mol KCl ja 3 mol O2 toodete peal.
2O Samm: Arvutage toodete entalpia kogus (Hp), korrutades koguse molides tarnitud entalpiaga ja seejärel liites tulemused:
Märkus: nagu O2 see on lihtne aine, seega on selle entalpia 0.
Hp = toode KCl+ toode O2
Hp = 2,(+486) + 3,(0)
Hp = +972 + 0
Hp = 972 KJ.mol-1
3O Samm: Arvutage KClO reaktiivi entalpia3, kasutades avalduses esitatud entalpia variatsiooni ja eelmises etapis arvutatud entalpia korrutisi järgmises avaldises:
HOf = Hp - Hr
812 = 972 - 2. (H)
2H = 972-812
2 tundi = 160
Hr = 160
2
Hr = 80 KJ/mol
Allikas: Brasiilia kool - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-variacao-entalpia.htm
