entalpijas variācijas ir fizisks lielums, kas apzīmēts ar saīsinājumu ΔH (grieķu burts Δ nozīmē variāciju un burts H apzīmē entalpija), kas norāda enerģijas daudzumu, ko absorbē vai izdala a ķīmiskā reakcija.
Endotermiska reakcija: kad enerģija tiek absorbēta;
Eksotermiska reakcija: kad tiek atbrīvota enerģija.
Izteiksme entalpijas izmaiņu aprēķināšanai
Tāpat kā ar visām fizikā izstrādātajām variācijām, entalpijas izmaiņas nosaka, atņemot gala rezultātu un sākotnējo. Tā kā reakcijas beigas atbilst produktiem un sākums atbilst reaģentiem, tāpēc:
ΔH = Produkti - Reaģenti
Tā kā katrai ķīmiskajai vielai ir noteikts enerģijas daudzums (entalpija), lai aprēķinātu entalpijas izmaiņas, ir jāņem vērā katra reakcijas dalībnieka enerģijas daudzums:
Reaģenti: ja reakcijai ir vairāk nekā viens produkts, jāpievieno arī to entalpijas;
Ja reakcija uzrāda šādu vienādojumu:
A + 2 B →
Reaģentu entalpija tiks iegūta, pievienojot reaģenta A entalpiju summai, kas ir divreiz lielāka par B entalpiju (tas ir tāpēc, ka vienādojumā ir 2 moli B).
Hr = HA + 2.HB
Produkti: ja reakcija rada vairāk nekā vienu produktu, to entalpijas jāsaskaita kopā;
Ja reakcija uzrāda šādu vienādojumu:
A + 2 B → C + 3D
Reaģentu entalpija tiks noteikta kā produkta C entalpijas summa ar D trīskāršās entalpijas summu (tas ir tāpēc, ka vienādojumā ir 3 moli D).
ZS = HC + 3.HD
Tādējādi izteiksme, lai aprēķinātu entalpijas variācijas tiek iegūts, atņemot ķīmiskās reakcijas produktu entalpiju un reaģentu entalpiju.
ΔH = Hp - Hr
Entalpijas variācijas rezultāta interpretācija
Tā kā tā ir produktu un reaģentu entalpiju atņemšana, entalpijas variācijas rezultāts var būt pozitīvs vai negatīvs.
Negatīvs: kad reaģentu entalpija ir lielāka par produktu entalpiju.
Hr > Hp
Pozitīvi: kad produktu entalpija ir lielāka par reaģentu entalpiju.
Hp > Hr
No entalpijas variācijas rezultāta mēs varam klasificēt reakciju endotermisks vai eksotermisks, saskaņā ar šādu kritēriju:
Endotermisks: kad rezultāts ir pozitīvs.
ΔH > 0
Eksotermisks: kad rezultāts ir negatīvs.
ΔH < 0
Piemēri, kā noteikt ķīmiskās reakcijas entalpijas izmaiņas
1. piemērs (UFF-RJ): Apsveriet veidošanās noklusējuma entalpijas vērtības (ΔHOf) in KJ.mol-1 25 °C temperatūrā no šādām vielām:
CH4(g) = -74,8
CHCl3(1) = - 134,5
HCl(g) = - 92,3
Šādai reakcijai:
CH4(g) + 3Cl2(g) → CHCl3(1) + 3HCl(g)
ΔHOf tas būs:
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
Lai noteiktu šīs reakcijas entalpijas izmaiņas, mums jāveic šādas darbības:
1O Solis: pārbaudiet, vai vienādojums ir līdzsvarots. Ja nē, tam jābūt līdzsvarotam.
Vingrinājuma sniegtais vienādojums ir līdzsvarots, tāpēc mums ir 1 mols CH4 un 3 moli Cl2 reaģentos un 1 mols CHCl3 un 3 mol HCl produktos.
2O Solis: Aprēķiniet produktu entalpijas daudzumu (Hp), reizinot daudzumu molos ar piegādāto entalpiju un pēc tam saskaitot rezultātus:
Hp = CHCl produkts3 + HCl produkts
ZS = 1, (-134,5) + 3, (-92,3)
ZS = -134,5 + (-276,9)
ZS = -134,5 - 276,9
ZS = - 411,4 KJ.mol-1
3O Solis: Aprēķiniet reaģentu entalpijas daudzumu (Hr), reizinot daudzumu molos ar doto entalpiju un pēc tam saskaitot rezultātus:
Piezīme: kā Cl2 tā ir vienkārša viela, tāpēc tās entalpija ir 0.
Hr = CH reaģents4 + Cl reaģents2
Hr = 1, (-74,8) + 3, (0)
Hr = -74,8 + 0
Hr = -74,8 KJ.mol-1
4O Solis: Aprēķiniet entalpijas izmaiņas, izmantojot iepriekšējās darbībās atrastās vērtības šādā izteiksmē:
HOf = Hp - Hr
HOf = - 411,4 - (-74,8)
HOf = -411,4 + 74,8
HOf = -336,6 KJ.mol-1
2. piemērs (UEM-PR): Laboratorijā iespējams sagatavot skābekļa gāzi, rūpīgi karsējot kālija hlorātu, atbilstoši reakcijai:
2KClO3(s) → 2KCl(s) + 3O2(g) ΔH= +812 KJ/mol
Pieņemot, ka KCl entalpija(s) ir +486 KJ/Mol un, ņemot vērā sistēmu pie 25 °C un 1 atm, kāda ir KClO noklusējuma entalpijas vērtība3(s) in KJ/mol?
Lai, zinot entalpijas variāciju, noteiktu vienas no vienādojuma komponenta entalpiju, mums jāveic šādas darbības:
1O Solis: pārbaudiet, vai vienādojums ir līdzsvarots. Ja nē, tam jābūt līdzsvarotam.
Vingrinājuma sniegtais vienādojums ir līdzsvarots, tāpēc mums ir 2 moli KclO3 reaģentā un 2 moli KCl un 3 moli O2 uz produktiem.
2O Solis: Aprēķiniet produktu entalpijas daudzumu (Hp), reizinot daudzumu molos ar piegādāto entalpiju un pēc tam saskaitot rezultātus:
Piezīme: kā O2 tā ir vienkārša viela, tāpēc tās entalpija ir 0.
Hp = produkts KCl+ produkts O2
ZS = 2.(+486) + 3.(0)
ZS = +972 + 0
ZS = 972 KJ.mol-1
3O Solis: Aprēķiniet KClO reaģenta entalpiju3, izmantojot entalpijas variāciju, kas sniegta paziņojumā, un produktu entalpiju, kas aprēķināta iepriekšējā darbībā, šādā izteiksmē:
HOf = Hp - Hr
812 = 972 - 2.(h)
2h = 972-812
2 h = 160
Hr = 160
2
Hr = 80 KJ/mol
Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-variacao-entalpia.htm
