Termokjemi: hva er det, kjemiske reaksjoner og entalpi

Termokjemi er den delen av kjemi som studerer mengden varme (energi) involvert i kjemiske reaksjoner.

Når en reaksjon frigjør varme, klassifiseres den som eksoterm. Opptaket av varme i en reaksjon får den til å være endoterm.

Termokjemi studerer også overføring av energi i noen fysiske fenomener, for eksempel endringer i tilstandene til materie.

Termokjemi og varme

I kjemiske reaksjoner kan energi absorberes eller frigjøres. Denne varmeoverføringen er fra kroppen som har den høyeste temperaturen til den som har den laveste temperaturen.

Varmeoverføring fra den varme kroppen (A) til den kalde kroppen (B)

Det er verdt å huske at varme, også kalt varmeenergi, er et konsept som bestemmer utvekslingen av termisk energi mellom to legemer. O termisk balanse blir etablert når de to materialene når samme temperatur.

Endotermiske og eksoterme reaksjoner

det heter endoterm reaksjon reaksjonen hvor varmen absorberes. På denne måten absorberer en kropp varme fra omgivelsene den er satt inn i. Dette er grunnen til at den endotermiske reaksjonen forårsaker en følelse av kjøling.

Eksempel: Når du gnir alkohol på armen, tar armen opp varmen fra dette stoffet. Men når vi blåser på armen etter å ha passert alkohol, føler vi oss litt chill, en følelse som er resultatet av den endotermiske reaksjonen.

allerede den eksoterm reaksjon det er det motsatte. Det er frigjøring av varme, og følgelig varmer opp følelsen.

Eksempel: I en leir står folk ved en bål slik at varmen som frigjøres av flammene varmer de rundt seg.

Varmestrøm i endotermiske og eksoterme reaksjoner

Termisk utveksling skjer også i endringene av fysisk tilstand. Det viser seg at i endringen fra fast til væske og fra væske til gass, er prosessen endoterm. Omvendt er overgangen fra gass til væske og fra væske til fast stoff eksoterm.

entalpi

Enthalpy (H) er energi utveksles i henholdsvis endoterm og eksoterm energiabsorpsjons- og frigjøringsreaksjoner.

Det er ingen enhet som kan måle entalpi. Av denne grunn måles dens variasjon (ΔH), som gjøres med tanke på reaktantens entalpi (startenergi) og produktets entalpi (sluttenergi).

De mest tilbakevendende typene entalpi er:

Dannelse entalpi	Absorbert eller frigjort energi som trengs for å danne 1 mol av et stoff.
Forbrennings entalpi	Sluppet energi som resulterer i forbrenning av 1 mol stoff.
Link entalpi	Energi absorbert ved brudd på 1 mol kjemisk binding, i gassform.

Mens entalpi måler energi, entropi måler graden av forstyrrelse av kjemiske reaksjoner.

Hess 'lov

Germain Henry Hess slo fast at:

Endalpiendringen (ΔH) i en kjemisk reaksjon avhenger bare av reaksjonens innledende og endelige tilstand, uavhengig av antall reaksjoner.

Variasjonen av energi, i henhold til Hess 'lov, blir etablert med følgende formel:

ΔH = H_f - H_Jeg

Hvor,

• ΔH: entalpivariasjon
• H_f: endelig entalpi eller produkt entalpi
• H_Jeg: initial entalpi eller reagens entalpi

Fra dette konkluderer vi med at entalpievariasjonen er negativ når vi står overfor en eksoterm reaksjon. I sin tur er entalpievariasjonen positiv når vi står overfor en endoterm reaksjon.

Husk å sjekke disse tekstene for å lære enda mer om emnet.:

• Termodynamikk
• Kalorimetri
• fornuftig varme
• latent varme

Øvelser med kommenterte tilbakemeldinger

1. (Udesc / 2011) Gitt følgende ligninger:

(DE)	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)	Tro2O3 (g) + 3C(s) → 2Fe(s) + 3CO(g)	ΔH = +490,8 kj

Vurder følgende forslag i forhold til ligningene:

JEG. Reaksjonene (A) og (B) er endotermiske.
II. Reaksjonene (A) og (B) er eksoterme.
III. Reaksjonene (C) og (D) er eksoterme.
IV. Reaksjonene (C) og (D) er endotermiske.
V. Reaksjonen med størst energiutslipp er (B).
SAG. Reaksjonen med størst energiutslipp er (D).

Sjekk riktig alternativ.

a) Bare utsagn II, III og V er sanne.
b) Bare uttalelsene I, III og VI er sanne.
c) Bare uttalelsene I, IV og VI er sanne.
d) Bare utsagn II, V og VI er sanne.
e) Bare utsagn II, IV og V er sanne.

Se Svar

Riktig alternativ: e) Bare utsagn II, IV og V er sanne.

a) FEIL. Uttalelse III er ikke sant.

I motsetning til utsagn III er reaksjonene (C) og (D) endotermiske, ettersom det positive tegnet i entalpivariasjonen indikerer varmeabsorpsjon.

b) FEIL. Ingen av uttalelsene som er sitert i dette alternativet er korrekte. De tar feil fordi:

• Reaksjonene (A) og (B) er eksoterme, da det negative tegnet i entalpiendringen indikerer frigjøring av varme.
• Reaksjonene (C) og (D) er endotermiske, ettersom det positive tegnet i entalpiendringen indikerer varmeabsorpsjon.
• Reaksjon (D) frigjør ikke energi ettersom den er endoterm.

c) FEIL. Av de tre uttalelsene som er sitert i dette alternativet, er bare IV riktig. De to andre tar feil fordi:

• Reaksjonene (A) og (B) er eksoterme, da det negative tegnet i entalpiendringen indikerer frigjøring av varme.
• Reaksjon (D) frigjør ikke energi, det positive tegnet i entalpiendringen indikerer at reaksjonen er endoterm.

d) FEIL. Uttalelse VI er ikke sant.

I motsetning til uttalelse VI frigjør ikke reaksjon (D) energi, da den er endoterm.

a) KORREKT. Uttalelsene er korrekte fordi:

• Reaksjonene (A) og (B) er eksoterme, siden energiforandringen er negativ.
• Reaksjonene (C) og (D) er endotermiske, ettersom verdien av ΔH er positiv.
• Reaksjonen med størst frigjøring av energi er (B), siden dette er den med høyeste verdi med et negativt tegn blant ytringens eksoterme reaksjoner.

Disse tekstene vil hjelpe deg med å øke kunnskapen din:

• Øvelser på termokjemi
• kjemiske transformasjoner
• Kjemiske reaksjoner

2. (Enem / 2011) Et uvanlig alternativ for å lage bønner er bruk av termos. I en panne, legg en del bønner og tre deler vann og la settet koke i ca 5 minutter, og overfør alt materialet til en termos. Cirka 8 timer senere blir bønnene kokt.

Kokingen av bønnene foregår inne i termosen fordi

a) vann reagerer med bønner, og denne reaksjonen er eksoterm.
b) bønner fortsetter å absorbere varme fra det omkringliggende vannet, da det er en endoterm prosess.
c) det vurderte systemet er praktisk talt isolert, og lar ikke bønnene få eller miste energi.
d) termosen gir nok energi til å koke bønnene når reaksjonen starter.
e) energien involvert i reaksjonen varmer opp vannet som holder en konstant temperatur, da det er en eksoterm prosess.

Se Svar

Riktig alternativ: b) bønner fortsetter å absorbere varme fra det omkringliggende vannet, da det er en endoterm prosess.

a) FEIL. En kjemisk reaksjon er preget av dannelsen av nye stoffer, som ikke forekommer når du koker bønner.

b) KORREKT. Når vann varmes opp, får det varme og en termos tillater ikke at denne energien går tapt for miljøet. Dermed absorberer bønner varme fra vann og koker, med en endoterm prosess.

c) FEIL. Systemet er isolert fra det ytre miljøet. Inne i flasken har bønnene og vannet direkte kontakt og utfører derfor en termisk utveksling.

d) FEIL. Termokolben har den funksjonen at den isolerer systemet, og lar ikke blandingen inne i den utveksle varme med omgivelsene.

e) FEIL. Temperaturen er ikke konstant, ettersom vann overfører varme til bønnene, mister det energi til de to temperaturene er like.

Ta en titt på tekstene nedenfor og lær mer om temaene som dekkes i dette nummeret:

• Fysiske og kjemiske transformasjoner
• varme og temperatur
• Termisk energi