vykonať výpočet entalpia reakcie znamená to určiť zmenu energie, ktorá nastala od zmiešania reaktantov po tvorbu produktov. V rovnici nižšie máme zastúpenie reaktantov a produktov
A + B → C + D
A + B = činidlá
C + D = produkty
Každý účastník reakcie má entalpiu (H), to znamená, že každý účastník má určité množstvo energie. V priebehu reakcie sa prerušia väzby medzi reaktantmi a vytvoria sa väzby medzi atómami produktov. Týmto spôsobom sa počas chemickej reakcie vytvorí kolísanie energie.
Na určenie výpočtu entalpie reakcie je najprv potrebné poznať jednotlivé entalpie každého z účastníkov. Normálne cvičenia vždy dávajú hodnoty entalpie reaktantov a produktov. Napríklad:
ZnS+O2 → ZnO + SO2
HZnS = - 49,23 kcal/mol
HO2 = 0 kcal/mol
HZnO = - 83,24 kcal/mol
HSO2 = - 70,994 kcal/mol
Ak by sme mali jednoduchú látku, hodnota entalpie by bola nula. Je však pozoruhodné, že ak je jednoduchá látka v reakcii alotrop, musíme byť opatrní, aby sme vedeli, či máme do činenia s najstabilnejším alotropom chemického prvku, ktorý tvorí túto látku. O
alotrop stabilnejší má vždy nulovú entalpiu, takže cvičenie túto indikáciu nevykoná. Pozrite si tabuľku s prvkami, ktoré tvoria allotropy, a prvkami, ktoré sú stabilnejšie:
POZNÁMKA: Najstabilnejšia alotropná forma prvku označuje látku nachádzajúcu sa vo väčšom množstve v prírode.
Výpočet entalpie reakcie sa všeobecne nazýva variácia entalpie a vždy je reprezentovaná skratkou ∆H. Keďže ide o variáciu, výpočet entalpie reakcie zahŕňa odčítanie entalpie produktov od entalpie reaktantov:
∆H = HPRE - HR
Výpočet variácie entalpie nám umožňuje identifikovať, či je reakcia endotermická alebo exotermická. Ak je výsledok negatívny, reakcia bude exotermická; ak je výsledok pozitívny, reakcia bude endotermická.
∆H = - (exotermické)
∆H = + (endotermické)
Pri výpočte variácie entalpie reakcie je veľmi dôležité, aby sme boli veľmi dávajte pozor na rovnováhu, pretože hodnoty entalpie poskytované cvičením sú vždy vyjadrené v mol. Ak má teda účastník reakcie viac ako jeden mól, musíme jeho hodnotu entalpie vynásobiť jeho množstvom vyjadreným v bilancovaní. Pozrite si príklad:
2 ZnS + 3 O2 → 2 ZnO + 2 SO2
Pozorujeme, že koeficienty, ktoré vyrovnávajú rovnicu, sú 2, 3, 2 a 2. Hodnoty entalpie každého z účastníkov teda budú:
HZnS = - 49,23. 2 = - 98,46 kcal/mol
HO2 = 0. 3 = 0 kcal/mol
HZnO = - 83,24. 2 = -166,48 kcal/mol
HSO2 = - 70,994. 2 = -141 988 kcal/mol
Z týchto údajov môžeme vypočítať variáciu entalpie reakcie. Je potrebné pripomenúť, že hodnoty produktov sa musia spočítať, ako aj hodnoty činidiel:
∆H = HPRE - HR
∆H = [(-166,48) + (-141,998)] - [(-98,46) + 0]
∆H = (- 308,468) - (-98,46)
∆H = -308,468 + 98,46
∆H = - 210,008 Kcal/mol
POZNÁMKA: Keďže výsledok bol negatívny, táto reakcia je exotermická.
Teraz postupujte podľa riešenia vestibulárneho cvičenia na výpočet entalpie reakcie:
(UFMS) Hodnota H pre vyváženú rovnicu nižšie je: Údaje: HAg2S = -32,6 KJ/mol, HH2O = -285,8 KJ/mol, HH2S = -20,6 KJ/mol,
2 Ag2S + 2 H2O → 4 Ag + 2 H2S + O2
a) 485,6 KJ
b) 495,6 KJ
c) 585,6 KJ
d) 595,6 KJ
e) 600 KJ
Údaje poskytnuté cvičeniami sú:
POZNÁMKA: Ako máme O2 v rovnici, ktorá je najstabilnejším alotropom kyslíka, je jeho entalpia 0 KJ. Keďže Ag je jednoduchá látka, jeho entalpia má hodnotu 0 KJ.
HAg2S = -32,6 KJ/mol
HH2O = - 285,8 KJ/mol
HH2S = -20,6 KJ/mol
Berúc do úvahy rovnováhu, musíme koeficient vynásobiť entalpiou každého z účastníkov:
HAg2S = - 32,6. 2 = - 65,2 KJ
HH2O = - 285,8. 2 = - 571,6 KJ
HH2S = - 20,6. 2 = - 41,2 KJ
HO2 = 0. 1 = 0 kJ
HAg = 0. 4 = 0 kJ
Nakoniec stačí použiť údaje vo vzorci variácie entalpie:
∆H = HPRE - HR
∆H = [(0) + (-41,2) + 0] - [(-65,2) + (-571,6)]
∆H = (-41,2) - (-636,8)
∆H = -41,2 + 636,8
∆H = 595,6 Kcal/mol
Keďže výsledok variácie bol pozitívny, reakcia je endotermická.
Od mňa, Diogo Lopes Dias
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-entalpia-uma-reacao.htm