изменение энтальпии - физическая величина, представленная сокращением ΔH (греческая буква Δ означает изменение, а буква H означает энтальпия), который указывает количество энергии, поглощенной или выделенной химическая реакция.
Эндотермическая реакция: при поглощении энергии;
Экзотермическая реакция: при выделении энергии.
Выражение для расчета изменения энтальпии
Как и во всех вариациях физики, вариация энтальпии определяется вычитанием конечного результата и начального. Поскольку конец реакции соответствует продуктам, а начало соответствует реагентам, следовательно:
ΔH = Продукты - Реагенты
Поскольку каждое химическое вещество имеет определенное количество энергии (энтальпию), для расчета изменение энтальпии, необходимо учитывать количество энергии каждого участника реакции следующим образом:
Реагенты: если в реакции участвует более одного продукта, необходимо также добавить их энтальпии;
Если реакция представляет собой следующее уравнение:
А + 2 В →
Энтальпию реагентов можно получить, прибавив энтальпию реагента A к сумме удвоенной энтальпии B (это потому, что в уравнении 2 моля B).
Hr = HA + 2.HB
Продукты: если в реакции присутствует более одного продукта, их энтальпии необходимо сложить;
Если реакция представляет собой следующее уравнение:
А + 2 В → С + 3D
Энтальпия реагентов будет выражена суммой энтальпии продукта C с суммой тройной энтальпии D (это потому, что в уравнении 3 моля D).
Hp = HC + 3.HD
Таким образом, выражение для вычисления изменение энтальпии дается вычитанием энтальпии продуктов и энтальпии реагентов химической реакции.
ΔH = Hp - Hr
Интерпретация результата изменения энтальпии
Поскольку это вычитание энтальпий продуктов и реагентов, результат изменения энтальпии может быть положительным или отрицательным.
Отрицательный: когда энтальпия реагентов больше, чем у продуктов.
Hr> Hp
Положительный: когда энтальпия продуктов больше, чем у реагентов.
Hp> Hr
По результату изменения энтальпии мы можем классифицировать реакцию на эндотермический или экзотермический, по следующему критерию:
Эндотермический: при положительном результате.
ΔH> 0
Экзотермический: при отрицательном результате.
ΔH <0
Примеры того, как определить изменение энтальпии химической реакции
1-й пример (UFF-RJ): Рассмотрим значения энтальпии образования по умолчанию (ΔHОж) в кДж.моль-1 при 25 ° C из следующих веществ:
CH4 (г) = -74,8
CHCl3 (1) = - 134,5
HCl(грамм) = - 92,3
На следующую реакцию:
CH4 (г) + 3Cl2 (г) → CHCl3 (1) + 3HCl(грамм)
ΔHОж это будет:
а) - 151,9 кДж · моль-1
б) 168,3 кДж.моль-1
в) - 673,2 кДж · моль-1
г) - 336,6 кДж · моль-1
д) 841,5 кДж · моль-1
Чтобы определить изменение энтальпии этой реакции, мы должны выполнить следующие шаги:
1О Шаг: Проверьте, сбалансировано ли уравнение. Если нет, его необходимо сбалансировать.
Уравнение, полученное в результате этого упражнения, сбалансировано, так что у нас есть 1 моль CH4 и 3 моль Cl2 в реагентах и 1 моль CHCl3 и 3 моль HCl в продуктах.
2О Шаг: Рассчитайте количество энтальпии продуктов (Hp), умножив количество в молях на предоставленную энтальпию, а затем сложив результаты:
Hp = продукт CHCl3 + Продукт HCl
Hp = 1. (- 134,5) + 3. (- 92,3)
Л.с. = -134,5 + (-276,9)
Л.с. = -134,5 - 276,9
Hp = - 411,4 кДж · моль-1
3О Шаг: Рассчитайте количество энтальпии реагентов (Hr), умножив количество в молях на заданную энтальпию, а затем сложив результаты:
Примечание: как Cl2 это простое вещество, поэтому его энтальпия равна 0.
Hr = реагент CH4 + Реагент Cl2
Hr = 1. (- 74,8) + 3. (0)
Hr = -74,8 + 0
Hr = -74,8 кДж · моль-1
4О Шаг: Рассчитайте изменение энтальпии, используя значения, найденные на предыдущих шагах, в следующем выражении:
ЧАСОж = Л.с. - час
ЧАСОж = - 411,4 - (-74,8)
ЧАСОж = -411,4 + 74,8
ЧАСОж = -336,6 кДж.моль-1
2-й пример (UEM-PR): В лаборатории можно приготовить газообразный кислород, осторожно нагревая хлорат калия, в соответствии с реакцией:
2KClO3 (с) → 2KCl(s) + 3O2 (г) ΔH = +812 кДж / моль
Предполагая, что энтальпия KCl(s) стоит +486 кДж / моль и, учитывая систему при 25 ° C и 1 атм, какое значение энтальпии по умолчанию для KClO3 (с) в кДж / моль?
Чтобы определить энтальпию одного из компонентов уравнения из знания изменения энтальпии, мы должны выполнить следующие шаги:
1О Шаг: Проверьте, сбалансировано ли уравнение. Если нет, его необходимо сбалансировать.
Уравнение, полученное в результате этого упражнения, сбалансировано, поэтому у нас есть 2 моль KclO.3 в реагенте и 2 моль KCl и 3 моль O2 на продукты.
2О Шаг: Рассчитайте количество энтальпии продуктов (Hp), умножив количество в молях на предоставленную энтальпию, а затем сложив результаты:
Примечание: как O2 это простое вещество, поэтому его энтальпия равна 0.
Hp = продукт KCl + продукт O2
Hp = 2. (+ 486) + 3. (0)
Л.с. = +972 + 0
Hp = 972 кДж.моль-1
3О Шаг: Рассчитать энтальпию реагента KClO.3, используя изменение энтальпии, указанное в инструкции, и энтальпию продуктов, вычисленную на предыдущем шаге, в следующем выражении:
ЧАСОж = Л.с. - час
812 = 972 - 2 (ч)
2 часа = 972–812
2 часа = 160
Hr = 160
2
Hr = 80 кДж / моль
Источник: Бразильская школа - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-variacao-entalpia.htm
