Kaj je variacija entalpije?

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 (ΔH^O_f) v KJ.mol^-1 pri 25 °C naslednjih snovi:

• CH_{4 (g)} = -74,8

• CHCl_{3 (1)} = - 134,5

• HCl_(g) = - 92,3

Za naslednjo reakcijo:

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

ΔH^O_f bo:

a) - 151,9 KJ.mol^-1

Ne nehaj zdaj... Po reklami je še več ;)

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:

• 1^O 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.

• 2^O 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

• 3^O 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

• 4^O korak: Izračunajte spremembo entalpije z uporabo vrednosti, ki jih najdete v prejšnjih korakih v naslednjem izrazu:

H^O_f = Hp - Hr

H^O_f = - 411,4 - (-74,8)

H^O_f = -411,4 + 74,8

H^O_f = -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:

2KClO_3(e) → 2KCl_(s) + 3O_{2 (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 KClO_3(e) v KJ/mol?

Za določitev entalpije ene od komponent enačbe iz poznavanja variacije entalpije moramo izvesti naslednje korake:

• 1^O 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.

• 2^O 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

• 3^O korak: Izračunajte entalpijo reagenta KClO₃, z uporabo variacije entalpije, navedene v izjavi, in entalpije produktov, izračunane v prejšnjem koraku, v naslednjem izrazu:

H^O_f = Hp - Hr

812= 972 - 2.(h)

2h = 972-812

2h = 160

Hr = 160
2

Hr = 80 KJ/mol

Ali se želite sklicevati na to besedilo v šolskem ali akademskem delu? Poglej:

DNI, Diogo Lopes. "Kaj je variacija entalpije?"; Brazilska šola. Na voljo v: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-variacao-entalpia.htm. Dostop 27. julija 2021.