Termokemija: što je to, kemijske reakcije i entalpija

Termokemija je dio kemije koji proučava količinu topline (energije) koja je uključena u kemijske reakcije.

Kada reakcija oslobađa toplinu, klasificira se kao egzotermna. Apsorpcija topline u reakciji uzrokuje njezinu endotermiju.

Termokemija također proučava prijenos energije u nekim fizikalnim pojavama, poput promjena stanja materije.

Termokemija i toplina

U kemijskim reakcijama energija se može apsorbirati ili osloboditi. Ovaj prijenos topline vrši se od tijela s najvišom temperaturom do tijela s najnižom temperaturom.

Prijenos topline iz vrućeg tijela (A) u hladno tijelo (B)

Vrijedno je podsjetiti da je toplina, koja se naziva i toplinska energija, koncept koji određuje izmjenu toplinske energije između dva tijela. O toplinska ravnoteža utvrđuje se kada dva materijala dosegnu istu temperaturu.

Endotermne i egzotermne reakcije

to se zove endotermna reakcija reakcija u kojoj se apsorbira toplina. Na taj način tijelo apsorbira toplinu iz okoline u kojoj je umetnuto. Zato endotermna reakcija izaziva osjećaj hlađenja.

Primjer: Kada trljate alkohol po ruci, ruka upija toplinu ove tvari. Ali, kad puhamo na ruku nakon što smo prošli alkohol, osjećamo malu jezu, osjećaj koji je rezultat endotermne reakcije.

već ono egzotermna reakcija to je obrnuto. To je oslobađanje topline, a time i osjećaj zagrijavanja.

Primjer: U kampu ljudi stoje uz vatru tako da toplina koju otpušta plamen zagrijava one oko njih.

Toplinski tok u endotermnim i egzotermnim reakcijama

Toplinske izmjene također se događaju u promjenama u psihičko stanje. Ispada da je, pri promjeni iz krutog u tekuće i iz tekućeg u plin, proces endotermičan. Suprotno tome, promjena plina u tekućinu i tekućine u krutu je egzotermna.

entalpija

Entalpija (H) je energije izmjenjuju se u reakcijama apsorpcije i oslobađanja energije, endotermne i egzotermne.

Ne postoji uređaj za mjerenje entalpije. Iz tog razloga mjeri se njegova varijacija (ΔH), što se radi s obzirom na entalpiju reaktanta (početna energija) i entalpiju proizvoda (konačna energija).

Najčešći tipovi entalpije su:

Entalpija formacije	Apsorbirana ili oslobođena energija potrebna za stvaranje 1 mola tvari.
Entalpija izgaranja	Oslobođena energija koja rezultira izgaranjem 1 mola tvari.
Entalpija veze	Energija apsorbirana prekidom 1 mola kemijske veze, u plinovitom stanju.

Dok entalpija mjeri energiju, entropija mjeri stupanj poremećaja kemijskih reakcija.

Hessov zakon

Germain Henry Hess utvrdio je da:

Promjena entalpije (ΔH) u kemijskoj reakciji ovisi samo o početnom i konačnom stanju reakcije, bez obzira na broj reakcija.

Varijacija energije, prema Hessovom zakonu, utvrđuje se slijedećom formulom:

ΔH = H_f - H_ja

Gdje,

• ΔH: varijacija entalpije
• H_f: konačna entalpija ili entalpija proizvoda
• H_ja: početna entalpija ili entalpija reagensa

Iz toga zaključujemo da je varijacija entalpije negativna kada smo suočeni s egzotermnom reakcijom. Zauzvrat, varijacija entalpije je pozitivna kada smo suočeni s endotermnom reakcijom.

Svakako provjerite ove tekstove da biste saznali još više o toj temi.:

• Termodinamika
• Kalorimetrija
• osjetna toplina
• latentna toplina

Vježbe s komentiranim povratnim informacijama

1. (Udesc / 2011) S obzirom na sljedeće jednadžbe:

(THE)	2CO(g) + O2 (g) → 2CO2(g)	ΔH = - 565,6 kj
(B)	2CH4O(g) + 3O2 (g) → 2CO2(g) + 4H2O(1)	ΔH = - 1462,6 kj
(Ç)	3O2 (g) → 2O3 (g)	ΔH = + 426,9 kj
(D)	Vjera2O3 (g) + 3C(s) → 2Fe(s) + 3CO(g)	ΔH = +490,8 kj

Uzmite u obzir sljedeće prijedloge u vezi s jednadžbama:

Ja Reakcije (A) i (B) su endotermne.
II. Reakcije (A) i (B) su egzotermne.
III. Reakcije (C) i (D) su egzotermne.
IV. Reakcije (C) i (D) su endotermne.
V. Reakcija s najvećim oslobađanjem energije je (B).
PILA. Reakcija s najvećim oslobađanjem energije je (D).

Provjerite ispravnu alternativu.

a) Istinite su samo izjave II, III i V.
b) Istinite su samo izjave I, III i VI.
c) Istinite su samo izjave I, IV i VI.
d) Istinite su samo izjave II, V i VI.
e) Istinite su samo izjave II, IV i V.

Pogledajte Odgovor

Točna alternativa: e) Istinite su samo izjave II, IV i V.

a) POGREŠNO. Izjava III nije istinita.

Suprotno tvrdnji III, reakcije (C) i (D) su endotermne, jer pozitivni znak u varijaciji entalpije ukazuje na apsorpciju topline.

b) POGREŠNO. Nijedna izjava navedena u ovoj alternativi nije točna. Nisu u pravu jer:

• Reakcije (A) i (B) su egzotermne, jer negativni predznak u promjeni entalpije ukazuje na oslobađanje topline.
• Reakcije (C) i (D) su endotermne, jer pozitivni predznak u promjeni entalpije ukazuje na apsorpciju topline.
• Reakcija (D) ne oslobađa energiju jer je endotermna.

c) POGREŠNO. Od tri izjave citirane u ovoj alternativi, samo je IV točan. Druga dva su u krivu jer:

• Reakcije (A) i (B) su egzotermne, jer negativni predznak u promjeni entalpije ukazuje na oslobađanje topline.
• Reakcija (D) ne oslobađa energiju, pozitivan predznak u promjeni entalpije ukazuje da je reakcija endotermna.

d) POGREŠNO. Izjava VI nije istinita.

Suprotno tvrdnji VI, reakcija (D) ne oslobađa energiju, jer je endotermna.

a) TOČNO. Izjave su točne jer:

• Reakcije (A) i (B) su egzotermne, jer je promjena energije negativna.
• Reakcije (C) i (D) su endotermne, jer je vrijednost ΔH pozitivna.
• Reakcija s najvećim oslobađanjem energije je (B), budući da je među egzotermnim reakcijama izreke ona najviša vrijednost s negativnim predznakom.

Ovi će vam tekstovi pomoći da povećate svoje znanje:

• Vježbe iz termokemije
• kemijske transformacije
• Kemijske reakcije

2. (Enem / 2011) Neobična opcija za kuhanje graha je upotreba termosice. U tavu stavite dio graha i tri dijela vode i pustite da kuha oko 5 minuta, a zatim sav materijal prenesite u termosicu. Otprilike 8 sati kasnije, grah će se kuhati.

Kuhanje graha odvija se u termosici jer

a) voda reagira s grahom, a ta je reakcija egzotermna.
b) grah i dalje upija toplinu iz okolne vode, jer je to endotermičan proces.
c) razmatrani sustav je praktički izoliran, ne dopuštajući grahu da dobije ili izgubi energiju.
d) termos osigurava dovoljno energije za kuhanje graha kad reakcija započne.
e) energija koja sudjeluje u reakciji zagrijava vodu koja održava konstantnu temperaturu, jer je to egzotermni proces.

Pogledajte Odgovor

Ispravna alternativa: b) grah i dalje upija toplinu iz okolne vode, jer je to endotermni proces.

a) POGREŠNO. Kemijsku reakciju karakterizira stvaranje novih tvari, koje se ne javljaju prilikom kuhanja graha.

b) TOČNO. Kada se voda zagrije, ona dobiva toplinu, a termos ne dopušta da se ta energija izgubi u okolišu. Dakle, grah apsorbira toplinu iz vode i kuha, što predstavlja endotermni proces.

c) POGREŠNO. Sustav je izoliran od vanjskog okruženja. Unutar boce grah i voda imaju izravan kontakt i, prema tome, vrše toplinsku izmjenu.

d) POGREŠNO. Termos tikvica ima funkciju izolacije sustava, ne dopuštajući smjesi unutar nje izmjenu topline s okolinom.

e) POGREŠNO. Temperatura nije konstantna, jer kako voda prenosi toplinu na grah, ona gubi energiju dok te dvije temperature ne budu jednake.

Pogledajte donje tekstove i saznajte više o temama koje su obrađene u ovom broju:

• Fizičke i kemijske transformacije
• topline i temperature
• Termalna energija