variacija entalpije je fizična količina, ki jo predstavlja okrajšava ΔH (grška črka Δ pomeni variacijo in črka H predstavlja entalpija), ki označuje količino energije, ki jo absorbira ali sprosti a kemijska reakcija.
Endotermna reakcija: ko se energija absorbira;
Eksotermna reakcija: ko se sprosti energija.
Izraz za izračun spremembe entalpije
Kot pri vseh variacijah, ki smo jih delali v fiziki, se variacija entalpije določi z odštevanjem med končnim rezultatom in začetnim. Ker konec reakcije ustreza produktom, začetek pa reaktantom, torej:
ΔH = Izdelki - Reagenti
Ker ima vsaka kemična snov določeno količino energije (entalpijo), za izračun variacija entalpije, treba je upoštevati količino energije vsakega člana reakcije, kot sledi:
Reagenti: če ima reakcija več produktov, je treba dodati tudi njihove entalpije;
Če reakcija predstavlja naslednjo enačbo:
A + 2 B →
Entalpijo reaktantov dobimo tako, da dodamo entalpijo reaktanta A vsoti dvakratne entalpije B (to je zato, ker sta v enačbi 2 mola B).
Hr = HA + 2.HB
Izdelki: če reakcija predstavlja več produktov, je treba njune entalpije sešteti;
Če reakcija predstavlja naslednjo enačbo:
A + 2 B → C + 3D
Entalpija reaktantov bo podana z vsoto entalpije produkta C z vsoto trojne entalpije D (to je zato, ker so v enačbi 3 moli D).
Hp = HC + 3.HD
Tako je izraz za izračun variacija entalpije je podana z odštevanjem med entalpijo produktov in entalpijo reaktantov kemijske reakcije.
ΔH = Hp - Hr
Interpretacija rezultata variacije entalpije
Ker gre za odštevanje med entalpijami produktov in reagentov, je lahko rezultat variacije entalpije pozitiven ali negativen.
Negativno: kadar je entalpija reaktantov večja od entalpije produktov.
Hr > Hp
pozitivno: kadar je entalpija produktov večja od entalpije reaktantov.
Hp > Hr
Iz rezultata variacije entalpije lahko reakcijo razvrstimo v endotermni ali eksotermni, po naslednjem kriteriju:
endotermno: ko je rezultat pozitiven.
ΔH > 0
eksotermno: ko je rezultat negativen.
ΔH < 0
Primeri, kako določiti spremembo entalpije kemijske reakcije
1. primer (UFF-RJ): Upoštevajte privzete vrednosti entalpije tvorbe (ΔHOf) v KJ.mol-1 pri 25 °C naslednjih snovi:
CH4 (g) = -74,8
CHCl3 (1) = - 134,5
HCl(g) = - 92,3
Za naslednjo reakcijo:
CH4 (g) + 3Cl2 (g) → CHCl3 (1) + 3HCl(g)
ΔHOf bo:
a) - 151,9 KJ.mol-1
b) 168,3 KJ.mol-1
c) - 673,2 KJ.mol-1
d) - 336,6 KJ.mol-1
e) 841,5 KJ.mol-1
Za določitev spremembe entalpije te reakcije moramo izvesti naslednje korake:
1O korak: Preverite, ali je enačba uravnotežena. Če ne, mora biti uravnotežen.
Enačba, ki jo zagotavlja vaja, je uravnotežena, tako da imamo 1 mol CH4 in 3 mol Cl2 v reagentih in 1 mol CHCl3 in 3 mol HCl v produktih.
2O korak: Izračunajte količino entalpije produktov (Hp), pomnožite količino v molih z dobavljeno entalpijo in nato seštejte rezultate:
Hp = produkt CHCl3 + HCl produkt
Hp = 1.(-134.5) + 3.(-92.3)
Hp = -134,5 + (-276,9)
Hp = -134,5 - 276,9
Hp = - 411,4 KJ.mol-1
3O korak: Izračunajte količino entalpije reaktantov (Hr), pomnožite količino v molih z podano entalpijo in nato seštejte rezultate:
Opomba: Kot je Cl2 je preprosta snov, zato je njena entalpija 0.
Hr = CH reagent4 + Cl reagent2
Hr = 1.(-74.8) + 3.(0)
Hr = -74,8 + 0
Hr = -74,8 KJ.mol-1
4O korak: Izračunajte spremembo entalpije z uporabo vrednosti, ki jih najdete v prejšnjih korakih v naslednjem izrazu:
HOf = Hp - Hr
HOf = - 411,4 - (-74,8)
HOf = -411,4 + 74,8
HOf = -336,6 KJ.mol-1
2. primer (UEM-PR): Plin kisika je mogoče pripraviti v laboratoriju s skrbnim segrevanjem kalijevega klorata v skladu z reakcijo:
2KClO3(e) → 2KCl(s) + 3O2 (g) ΔH= +812 KJ/mol
Ob predpostavki, da je entalpija KCl(s) je vreden +486 KJ/Mol in glede na sistem pri 25 °C in 1 atm, kolikšna je privzeta vrednost entalpije KClO3(e) v KJ/mol?
Za določitev entalpije ene od komponent enačbe iz poznavanja variacije entalpije moramo izvesti naslednje korake:
1O korak: Preverite, ali je enačba uravnotežena. Če ne, mora biti uravnotežen.
Enačba, ki jo zagotavlja vaja, je uravnotežena, tako da imamo 2 mola KclO3 v reagentu in 2 mola KCl in 3 mole O2 na izdelkih.
2O korak: Izračunajte količino entalpije produktov (Hp), pomnožite količino v molih z dobavljeno entalpijo in nato seštejte rezultate:
Opomba: Kot O2 je preprosta snov, zato je njena entalpija 0.
Hp = produkt KCl+ produkt O2
Hp = 2.(+486) + 3.(0)
Hp = +972 + 0
Hp = 972 KJ.mol-1
3O korak: Izračunajte entalpijo reagenta KClO3, z uporabo variacije entalpije, navedene v izjavi, in entalpije produktov, izračunane v prejšnjem koraku, v naslednjem izrazu:
HOf = Hp - Hr
812= 972 - 2.(h)
2h = 972-812
2 h = 160
Hr = 160
2
Hr = 80 KJ/mol
vir: brazilska šola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-variacao-entalpia.htm
