Lämpökemia: mikä se on, kemialliset reaktiot ja entalpia

Lämpökemia on kemian osa, joka tutkii kemiallisiin reaktioihin liittyvän lämmön (energian) määrää.

Kun reaktio vapauttaa lämpöä, se luokitellaan eksotermiseksi. Lämmön imeytyminen reaktiossa saa sen olemaan endoterminen.

Lämpökemia tutkii myös energian siirtymistä joissakin fysikaalisissa ilmiöissä, kuten aineen tilan muutoksissa.

Lämpökemia ja lämpö

Kemiallisissa reaktioissa energia voi imeytyä tai vapautua. Lämmönsiirto tapahtuu kehosta, jolla on korkein lämpötila, alhaisimpaan lämpötilaan.

Lämmönsiirto kuumasta rungosta (A) kylmään runkoon (B)

On syytä muistaa, että lämpö, ​​jota kutsutaan myös lämpöenergiaksi, on käsite, joka määrittää lämpöenergian vaihdon kahden kehon välillä. O terminen tasapaino muodostuu, kun molemmat materiaalit saavuttavat saman lämpötilan.

Endotermiset ja eksotermiset reaktiot

Sitä kutsutaan endoterminen reaktio reaktio, jossa lämpö imeytyy. Tällä tavalla keho absorboi lämpöä ympäristöstä, johon se on asetettu. Siksi endoterminen reaktio aiheuttaa jäähdytyksen tunteen.

Esimerkki: Kun hierotaan alkoholia käsivarteen, käsivarsi imee tämän aineen lämmön. Mutta kun puhallamme käsivarteen alkoholin nauttimisen jälkeen, tunnemme hieman kylmää, tunne, joka on seurausta endotermisestä reaktiosta.

jo eksoterminen reaktio se on päinvastoin. Se on lämmön vapautumista ja siten tunne lämpenee.

Esimerkki: Leirissä ihmiset seisovat tulen äärellä niin, että liekkien vapauttama lämpö lämmittää ympärillään olevia.

Lämpövirta endotermisissä ja eksotermisissä reaktioissa

Lämmönvaihto tapahtuu myös fyysinen tila. On käynyt ilmi, että muuttuessa kiinteästä nestemäiseksi ja nestemäisestä kaasuksi prosessi on endoterminen. Päinvastoin, muutos kaasusta nestemäiseksi ja nestemäisestä kiinteäksi on eksoterminen.

entalpia

Entalpia (H) on energiaa vaihdetaan energian absorptio- ja vapautumisreaktioissa, vastaavasti, endotermisissä ja eksotermisissä.

Ei ole laitetta, joka pystyy mittaamaan entalpiaa. Tästä syystä sen vaihtelu (AH) mitataan, mikä tehdään ottaen huomioon reagenssin entalpia (alkuenergia) ja tuotteen entalpia (loppuenergia).

Useimmat toistuvat entalpian tyypit ovat:

Muodostumisen entalpia	Absorboitu tai vapautunut energia, jota tarvitaan yhden moolin muodostamiseen aineesta.
Palamisentalpia	Vapautunut energia, joka johtaa 1 moolin aineen polttamiseen.
Linkki entalpia	Energia, joka absorboituu 1 moolin kemiallisen sidoksen hajoamisessa kaasumaisessa tilassa.

Vaikka entalpia mittaa energiaa, haje mittaa kemiallisten reaktioiden häiriöiden astetta.

Hessin laki

Germain Henry Hess totesi, että:

Entalpian muutos (AH) kemiallisessa reaktiossa riippuu vain reaktion alkutilasta ja lopputilasta reaktioiden lukumäärästä riippumatta.

Energian vaihtelu Hessin lain mukaan määritetään seuraavan kaavan avulla:

AH = H_f - H_i

Missä,

• ΔH: entalpian vaihtelu
• H_f: lopullinen entalpia tai tuotteen entalpia
• H_i: alkuperäinen entalpia tai reagenssin entalpia

Tästä päätellään, että entalpian vaihtelu on negatiivinen, kun kohtaamme eksotermisen reaktion. Puolestaan ​​entalpian vaihtelu on positiivista, kun kohtaamme endotermisen reaktion.

Muista tarkistaa nämä tekstit saadaksesi lisätietoja aiheesta.:

• Termodynamiikka
• Kalorimetria
• järkevä lämpö
• piilevä lämpö

Harjoitukset kommentoidulla palautteella

1. (Udesc / 2011) Ottaen huomioon seuraavat yhtälöt:

(THE)	2CO(g) + O2 g) → 2CO2(g)	AH = - 565,6 kj
(B)	2CH4O(g) + 3O2 g) → 2CO2(g) + 4H2O(1)	AH = - 1462,6 kj
(Ç)	3O2 g) → 2O3 g)	AH = + 426,9 kj
(D)	Usko2O3 g) + 3Cs → 2Fes + 3CO(g)	AH = +490,8 kj

Harkitse seuraavia yhtälöihin liittyviä ehdotuksia:

I. Reaktiot (A) ja (B) ovat endotermisiä.
II. Reaktiot (A) ja (B) ovat eksotermisiä.
III. Reaktiot (C) ja (D) ovat eksotermisiä.
IV. Reaktiot (C) ja (D) ovat endotermisiä.
V. Reaktio, jolla vapautuu eniten energiaa, on (B).
NÄIN. Reaktio, jolla vapautuu eniten energiaa, on (D).

Tarkista oikea vaihtoehto.

a) Vain väitteet II, III ja V ovat totta.
b) Ainoastaan ​​väitteet I, III ja VI ovat totta.
c) Ainoastaan ​​väitteet I, IV ja VI ovat totta.
d) Ainoastaan ​​väitteet II, V ja VI ovat totta.
e) Ainoastaan ​​väitteet II, IV ja V ovat totta.

Katso Vastaus

Oikea vaihtoehto: e) Ainoastaan ​​väitteet II, IV ja V ovat totta.

a) VÄÄRIN. Lausunto III ei ole totta.

Toisin kuin väite III, reaktiot (C) ja (D) ovat endotermisiä, koska positiivinen merkki entalpian vaihtelussa osoittaa lämmön imeytymistä.

b) VÄÄRIN. Mikään tässä vaihtoehdossa mainituista väitteistä ei ole oikea. He ovat väärässä, koska:

• Reaktiot (A) ja (B) ovat eksotermisiä, koska entalpian muutoksen negatiivinen merkki osoittaa lämmön vapautumisen.
• Reaktiot (C) ja (D) ovat endotermisiä, koska positiivinen merkki entalpian muutoksessa osoittaa lämmön imeytymistä.
• Reaktio (D) ei vapauta energiaa, koska se on endotermistä.

c) VÄÄRIN. Kolmesta tässä vaihtoehdossa mainitusta väitteestä vain IV on oikea. Kaksi muuta ovat väärässä, koska:

• Reaktiot (A) ja (B) ovat eksotermisiä, koska entalpian muutoksen negatiivinen merkki osoittaa lämmön vapautumisen.
• Reaktio (D) ei vapauta energiaa, positiivinen merkki entalpian muutoksessa osoittaa, että reaktio on endoterminen.

d) VÄÄRIN. Lausunto VI ei ole totta.

Toisin kuin väite VI, reaktio (D) ei vapauta energiaa, koska se on endotermistä.

a) OIKEA. Lausunnot ovat oikeita, koska:

• Reaktiot (A) ja (B) ovat eksotermisiä, koska energiamuutos on negatiivinen.
• Reaktiot (C) ja (D) ovat endotermisiä, koska AH: n arvo on positiivinen.
• Reaktio, jolla vapautuu eniten energiaa, on (B), koska lausunnon eksotermisten reaktioiden joukossa tällä on korkein arvo ja negatiivinen merkki.

Nämä tekstit auttavat sinua lisäämään tietämystäsi:

• Lämpökemian harjoitukset
• kemialliset muunnokset
• Kemialliset reaktiot

2. (Enem / 2011) Epätavallinen vaihtoehto pavun kypsentämiseen on termoksen käyttö. Aseta pannulle osa papuja ja kolme osaa vettä ja anna laitteen kiehua noin 5 minuuttia ja siirrä sitten kaikki aine termospulloon. Noin 8 tuntia myöhemmin pavut kypsennetään.

Pavut kypsennetään termoksen sisällä, koska

a) vesi reagoi pavujen kanssa, ja tämä reaktio on eksoterminen.
b) pavut imevät edelleen lämpöä ympäröivästä vedestä, koska se on endoterminen prosessi.
c) tarkasteltu järjestelmä on käytännössä eristetty, eikä salli papujen saada tai menettää energiaa.
d) termos tarjoaa riittävästi energiaa pavun kypsentämiseen reaktion alkamisen jälkeen.
e) reaktiossa mukana oleva energia lämmittää veden, joka ylläpitää vakiolämpötilaa, koska se on eksoterminen prosessi.

Katso Vastaus

Oikea vaihtoehto: b) pavut imevät edelleen lämpöä ympäröivästä vedestä, koska se on endoterminen prosessi.

a) VÄÄRIN. Kemialliselle reaktiolle on ominaista uusien aineiden muodostuminen, joita ei tapahdu pavut kypsennettäessä.

b) OIKEA. Kun vettä kuumennetaan, se saa lämpöä eikä termos salli tämän energian menetystä ympäristölle. Täten pavut absorboivat lämmön vedestä ja kypsyvät endotermisen prosessin avulla.

c) VÄÄRIN. Järjestelmä on eristetty ulkoisesta ympäristöstä. Pullon sisällä pavut ja vesi ovat suorassa kosketuksessa ja tekevät siten lämmönvaihdon.

d) VÄÄRIN. Termospullon tehtävänä on eristää järjestelmä, jolloin sen sisällä oleva seos ei voi vaihtaa lämpöä ympäristön kanssa.

e) VÄÄRIN. Lämpötila ei ole vakio, koska kun vesi siirtää lämpöä pavuille, se menettää energiaa, kunnes nämä kaksi lämpötilaa ovat samat.

Tutustu alla oleviin teksteihin ja lue lisää aiheen aiheista:

• Fysikaaliset ja kemialliset muunnokset
• lämpö ja lämpötila
• Lämpöenergia