Что такое вариация энтальпии?

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 (ΔH^О_ж) в кДж.моль^-1 при 25 ° C из следующих веществ:

• CH_{4 (г)} = -74,8

• CHCl_{3 (1)} = - 134,5

• HCl_(грамм) = - 92,3

На следующую реакцию:

CH_{4 (г)} + 3Cl_{2 (г)} → CHCl_{3 (1)} + 3HCl_(грамм)

ΔH^О_ж это будет:

а) - 151,9 кДж · моль^-1

Не останавливайся сейчас... После рекламы есть еще кое-что;)

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:

• 1^О 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.

• 2^О 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

• 3^О 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

• 4^О Шаг: Рассчитайте изменение энтальпии, используя значения, найденные на предыдущих шагах, в следующем выражении:

ЧАС^О_ж = Л.с. - час

ЧАС^О_ж = - 411,4 - (-74,8)

ЧАС^О_ж = -411,4 + 74,8

ЧАС^О_ж = -336,6 кДж.моль^-1

2-й пример (UEM-PR): В лаборатории можно приготовить газообразный кислород, осторожно нагревая хлорат калия, в соответствии с реакцией:

2KClO_{3 (с)} → 2KCl_(s) + 3O_{2 (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 KClO_{3 (с)} в кДж / моль?

Чтобы определить энтальпию одного из компонентов уравнения из знания изменения энтальпии, мы должны выполнить следующие шаги:

• 1^О 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.

• 2^О 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

• 3^О Шаг: Рассчитать энтальпию реагента KClO.₃, используя изменение энтальпии, указанное в инструкции, и энтальпию продуктов, вычисленную на предыдущем шаге, в следующем выражении:

ЧАС^О_ж = Л.с. - час

812 = 972 - 2 (ч)

2 часа = 972–812

2 часа = 160

Hr = 160
2

Hr = 80 кДж / моль

Хотели бы вы ссылаться на этот текст в учебе или учебе? Смотреть:

ДНИ, Диого Лопес. «Что такое вариация энтальпии?»; Бразильская школа. Доступно в: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-variacao-entalpia.htm. Доступ 27 июля 2021 г.