A reakció entalpiájának kiszámítása

végezze el a számítása entalpia egy reakcióról azt jelenti, hogy meghatározzuk azt az energiaingadozást, amely a reaktánsok keveredésétől a termékek keletkezéséig lépett fel. Az alábbi egyenletben a reagenseket és a termékeket ábrázoljuk

A + B → C + D

• A + B = Reagensek

• C + D = Termékek

A reakcióban minden résztvevőnek van entalpiája (H), vagyis minden résztvevőnek van egy bizonyos mennyiségű energiája. A reakció során a reagensek közötti kötések felbomlanak, és kötések jönnek létre a termékek atomjai között. Ily módon a kémiai reakció során energiaváltozás jön létre.

A reakció entalpiájának kiszámításához először ismerni kell az egyes résztvevők egyéni entalpiáit. Általában a gyakorlatok mindig megadják a reaktánsok és termékek entalpiaértékeit. Például:

ZnS+O₂ → ZnO + SO₂

• H_ZnS = -49,23 Kcal/mol

• H_O2 = 0 Kcal/mol

• H_ZnO = -83,24 Kcal/mol

• H_SO2 = -70,994 Kcal/mol

Ha egyszerű anyagunk lenne, az entalpia értéke nulla lenne. Figyelemre méltó azonban, hogy ha az egyszerű anyag a reakcióban allotróp, akkor ügyelnünk kell arra, hogy tudjuk, hogy az ezt az anyagot alkotó kémiai elem legstabilabb allotrópjával van-e dolgunk. O

allotróp stabilabb mindig nulla entalpiájú, így a gyakorlat nem hajtja végre ezt a jelzést. Tekintse meg az allotrópokat alkotó és a stabilabb elemeket tartalmazó táblázatot:

MEGJEGYZÉS: Az elem legstabilabb allotróp formája a természetben nagyobb mennyiségben előforduló anyagot jelzi.

A reakció entalpiájának kiszámítását általában entalpiavariációnak nevezik, és mindig a mozaikszóval jelöljük ∆H. Mivel ez egy variáció, a reakció entalpiájának kiszámítása magában foglalja a termékek entalpiájának levonását a reaktánsok entalpiájából:

∆H = H_FOR - H_R

Az entalpiaváltozás kiszámítása lehetővé teszi számunkra annak meghatározását, hogy a reakció endoterm vagy exoterm. Ha az eredmény negatív, a reakció exoterm lesz; ha az eredmény pozitív, a reakció endoterm lesz.

∆H = - (Exoterm)
∆H = + (endoterm)

Egy reakció entalpiaváltozásának számításánál nagyon fontos, hogy nagyon ügyeljen az egyensúlyra, mivel a gyakorlat által biztosított entalpia értékek mindig kifejeződnek mol. Ha tehát a reakcióban résztvevőnek több mólja van, akkor az entalpia értékét meg kell szoroznunk a kiegyenlítésben kifejezett mennyiségével. Lásd egy példát:

Ne hagyd abba most... A reklám után van még valami ;)

2 ZnS + 3 O₂ → 2 ZnO + 2 SO₂

Megfigyeljük, hogy az egyenletet kiegyenlítő együtthatók 2, 3, 2 és 2. Így az egyes résztvevők entalpiaértékei a következők lesznek:

• H_ZnS = - 49,23. 2 = -98,46 Kcal/mol

• H_O2 = 0. 3 = 0 Kcal/mol

• H_ZnO = - 83,24. 2 = -166,48 Kcal/mol

• H_SO2 = - 70,994. 2 = -141 988 Kcal/mol

Ezekből az adatokból kiszámolhatjuk a reakció entalpiaváltozását. Érdemes megjegyezni, hogy a termékek és a reagensek értékeit össze kell adni:

∆H = H_FOR - H_R

∆H = [(-166,48) + (-141,998)] - [(-98,46) + 0]
∆H = (-308,468) - (-98,46)
∆H = -308,468 + 98,46
∆H = -210,008 Kcal/mol

MEGJEGYZÉS: Mivel az eredmény negatív volt, ez a reakció exoterm.

Most kövesse a vesztibuláris gyakorlat felbontását a reakció entalpiájának kiszámításához:

(UFMS) Az alábbi kiegyensúlyozott egyenlet H értéke: Adatok: H_Ag2S = -32,6 KJ/mol, H_H2O = -285,8 KJ/mol, H_H2S = -20,6 KJ/mol,

2 Ag₂S + 2 H₂O → 4 Ag + 2 H₂S+O₂

a) 485,6 KJ
b) 495,6 KJ
c) 585,6 KJ
d) 595,6 KJ
e) 600 KJ

A gyakorlatok által szolgáltatott adatok a következők:

MEGJEGYZÉS: Hogyan van az O₂ az egyenletben, amely az oxigén legstabilabb allotrópja, az entalpiája 0 KJ. Mivel az Ag egyszerű anyag, az entalpiája 0 KJ.

H_Ag2S = -32,6 KJ/mol
H_H2O = -285,8 KJ/mol
H_H2S = -20,6 KJ/mol

Az egyensúlyt figyelembe véve meg kell szoroznunk az együtthatót az egyes résztvevők entalpiájával:

H_Ag2S = - 32,6. 2 = -65,2 KJ
H_H2O = - 285,8. 2 = -571,6 KJ
H_H2S = - 20,6. 2 = -41,2 KJ
H_O2 = 0. 1 = 0 KJ
H_Ag = 0. 4 = 0 KJ

Végül csak használja az entalpiaváltozó képlet adatait:

∆H = H_FOR - H_R
∆H = [(0) + (-41,2) + 0] - [(-65,2) + (-571,6)]
∆H = (-41,2) - (-636,8)
∆H = -41,2 + 636,8
∆H = 595,6 Kcal/mol

Mivel a változás eredménye pozitív, a reakció endoterm.

Írta: Én. Diogo Lopes Dias