Kas ir entalpijas variācija?

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 (ΔH^O_f) in KJ.mol^-1 25 °C temperatūrā no šādām vielām:

• CH_4(g) = -74,8

• CHCl₃₍₁₎ = - 134,5

• HCl_(g) = - 92,3

Šādai reakcijai:

CH_4(g) + 3Cl_2(g) → CHCl₃₍₁₎ + 3HCl_(g)

ΔH^O_f tas būs:

a) - 151,9 KJ.mol^-1

Nepārtrauciet tagad... Pēc reklāmas ir vēl kas ;)

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:

• 1^O 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.

• 2^O 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

• 3^O 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

• 4^O Solis: Aprēķiniet entalpijas izmaiņas, izmantojot iepriekšējās darbībās atrastās vērtības šādā izteiksmē:

H^O_f = Hp - Hr

H^O_f = - 411,4 - (-74,8)

H^O_f = -411,4 + 74,8

H^O_f = -336,6 KJ.mol^-1

2. piemērs (UEM-PR): Laboratorijā iespējams sagatavot skābekļa gāzi, rūpīgi karsējot kālija hlorātu, atbilstoši reakcijai:

2KClO_3(s) → 2KCl_(s) + 3O_2(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 vērtība_3(s) in KJ/mol?

Lai, zinot entalpijas variāciju, noteiktu vienas no vienādojuma komponenta entalpiju, mums jāveic šādas darbības:

• 1^O 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.

• 2^O 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

• 3^O Solis: Aprēķiniet KClO reaģenta entalpiju₃, izmantojot entalpijas variāciju, kas sniegta paziņojumā, un produktu entalpiju, kas aprēķināta iepriekšējā darbībā, šādā izteiksmē:

H^O_f = Hp - Hr

812 = 972 - 2.(h)

2h = 972-812

2 h = 160

Hr = 160
2

Hr = 80 KJ/mol

Vai vēlaties atsaukties uz šo tekstu kādā skolā vai akadēmiskajā darbā? Skaties:

DIENAS, Diogo Lopes. "Kas ir entalpijas variācija?"; Brazīlijas skola. Pieejams: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-variacao-entalpia.htm. Skatīts 2021. gada 27. jūlijā.