Термохемија: шта је то, хемијске реакције и енталпија

Термохемија је део хемије који проучава количину топлоте (енергије) која је укључена у хемијске реакције.

Када реакција ослобађа топлоту, она се класификује као егзотермна. Апсорпција топлоте у реакцији доводи до тога да је ендотермна.

Термохемија такође проучава пренос енергије у неким физичким појавама, као што су промене стања материје.

Термохемија и топлота

У хемијским реакцијама енергија се може апсорбовати или ослободити. Овај пренос топлоте је од тела које има највишу температуру до оног које има најнижу температуру.

Пренос топлоте из врућег тела (А) у хладно тело (Б)

Вреди подсетити да је топлота, која се назива и топлотна енергија, концепт који одређује размену топлотне енергије између два тела. О. термичка равнотежа утврђује се када два материјала достигну исту температуру.

Ендотермне и егзотермне реакције

То се зове ендотермна реакција реакција у којој се апсорбује топлота. На тај начин тело апсорбује топлоту из средине у коју је убачено. Због тога ендотермна реакција изазива осећај хлађења.

Пример: Када трљате алкохол по руци, рука упија топлоту ове супстанце. Али, када дувамо на руку након што смо прошли алкохол, осећамо малу језу, осећај који је резултат ендотермне реакције.

већ је егзотермна реакција то је обрнуто. То је ослобађање топлоте и самим тим осећај се загрева.

Пример: У логору људи стоје уз ватру тако да топлота коју пламен отпушта загрева оне око себе.

Топлотни ток у ендотермним и егзотермним реакцијама

Термичка размена се такође дешава у променама физичко стање. Испоставило се да је, при промени из чврстог у течно и из течног у гас, процес ендотермичан. Супротно томе, промена гаса у течност и течности у чврсту супстанцу је егзотермна.

енталпија

Енталпија (Х) је енергије размењују се у реакцијама апсорпције и ослобађања енергије, ендотермне и егзотермне.

Не постоји уређај за мерење енталпије. Из тог разлога се мери његова варијација (ΔХ), што се ради с обзиром на енталпију реактанта (почетна енергија) и енталпију производа (коначна енергија).

Најчешћи типови енталпије су:

Енталпија формације	Апсорбована или ослобођена енергија потребна за формирање 1 мола супстанце.
Енталпија сагоревања	Ослобођена енергија која резултира сагоревањем 1 мола супстанце.
Енталпија везе	Енергија апсорбована прекидом 1 мола хемијске везе, у гасовитом стању.

Док енталпија мери енергију, ентропија мери степен поремећаја хемијских реакција.

Хессов закон

Гермаин Хенри Хесс утврдио је да:

Промена енталпије (ΔХ) у хемијској реакцији зависи само од почетног и крајњег стања реакције, без обзира на број реакција.

Варијација енергије, према Хессовом закону, утврђује се следећом формулом:

ΔХ = Х_ф - Х_и

Где,

• ΔХ: варијација енталпије
• Х._ф: коначна енталпија или енталпија производа
• Х._и: почетна енталпија или енталпија реагенса

Из овога закључујемо да је варијација енталпије негативна када смо суочени са егзотермном реакцијом. Заузврат, варијација енталпије је позитивна када смо суочени са ендотермном реакцијом.

Обавезно проверите ове текстове да бисте сазнали још више о тој теми.:

• Термодинамика
• Калориметрија
• осетна топлота
• латентна топлота

Вежбе са коментарисаним повратним информацијама

1. (Удесц / 2011) С обзиром на следеће једначине:

(ТХЕ)	2ЦО(г) + О.2 (г) → 2ЦО2(г)	ΔХ = - 565,6 кј
(Б)	2ЦХ4О.(г) + 3О2 (г) → 2ЦО2(г) + 4Х2О.(1)	ΔХ = - 1462,6 кј
(Ц)	3О2 (г) → 2О3 (г)	ΔХ = + 426,9 кј
(Д)	Вера2О.3 (г) + 3Ц(с) → 2Фе(с) + 3ЦО(г)	ΔХ = +490,8 кј

Размотрите следеће предлоге у вези са једначинама:

И. Реакције (А) и (Б) су ендотермне.
ИИ. Реакције (А) и (Б) су егзотермне.
ИИИ. Реакције (Ц) и (Д) су егзотермне.
ИВ Реакције (Ц) и (Д) су ендотермне.
В. Реакција са највећим ослобађањем енергије је (Б).
ТЕСТЕРА. Реакција са највећим ослобађањем енергије је (Д).

Проверите тачну алтернативу.

а) Истините су само изјаве ИИ, ИИИ и В.
б) Истините су само изјаве И, ИИИ и ВИ.
в) Истините су само изјаве И, ИВ и ВИ.
г) Истините су само изјаве ИИ, В и ВИ.
е) Истините су само изјаве ИИ, ИВ и В.

Погледајте одговор

Тачна алтернатива: е) Тачне су само изјаве ИИ, ИВ и В.

а) ПОГРЕШНО. Изјава ИИИ није тачна.

Супротно тврдњи ИИИ, реакције (Ц) и (Д) су ендотермне, јер позитивни знак у варијацији енталпије указује на апсорпцију топлоте.

б) ПОГРЕШНО. Ниједна изјава наведена у овој алтернативи није тачна. Они греше јер:

• Реакције (А) и (Б) су егзотермне, јер негативни предзнак у промени енталпије указује на ослобађање топлоте.
• Реакције (Ц) и (Д) су ендотермне, јер позитивни знак у промени енталпије указује на апсорпцију топлоте.
• Реакција (Д) не ослобађа енергију јер је ендотермна.

в) ПОГРЕШНО. Од три изјаве цитиране у овој алтернативи, само је ИВ тачан. Преостала два греше јер:

• Реакције (А) и (Б) су егзотермне, јер негативни предзнак у промени енталпије указује на ослобађање топлоте.
• Реакција (Д) не ослобађа енергију, позитиван предзнак у промени енталпије указује да је реакција ендотермна.

г) ПОГРЕШНО. Изјава ВИ није тачна.

Супротно тврдњи ВИ, реакција (Д) не ослобађа енергију, јер је ендотермна.

а) ТАЧНО. Изјаве су тачне јер:

• Реакције (А) и (Б) су егзотермне, јер је промена енергије негативна.
• Реакције (Ц) и (Д) су ендотермне, јер је вредност ΔХ позитивна.
• Реакција са највећим ослобађањем енергије је (Б), јер је међу егзотермним реакцијама изговора ово она са највећом вредношћу са негативним предзнаком.

Ови текстови ће вам помоћи да повећате своје знање:

• Вежбе из термохемије
• хемијске трансформације
• Хемијске реакције

2. (Енем / 2011) Необична опција за кување пасуља је употреба термоса. У шерпу ставите део пасуља и три дела воде и оставите да кључа око 5 минута, а затим сав материјал преместите у термос. Отприлике 8 сати касније, пасуљ ће бити куван.

Кување пасуља се одвија у термосу јер

а) вода реагује са пасуљем, а ова реакција је егзотермна.
б) пасуљ и даље упија топлоту из околне воде, јер је то ендотермичан процес.
ц) разматрани систем је практично изолован, не дозвољавајући граху да добије или изгуби енергију.
д) термос даје довољно енергије за кување пасуља када реакција започне.
е) енергија укључена у реакцију загрева воду која одржава константну температуру, јер је то егзотермичан процес.

Погледајте одговор

Тачна алтернатива: б) пасуљ и даље упија топлоту из околне воде, јер је то ендотермни процес.

а) ПОГРЕШНО. Хемијску реакцију карактерише стварање нових супстанци, које се не јављају приликом кувања пасуља.

б) ТАЧНО. Када се вода загрева, она добија топлоту, а термос не дозвољава да се та енергија изгуби у околини. Тако пасуљ апсорбује топлоту из воде и кува се, карактеришући ендотермни процес.

в) ПОГРЕШНО. Систем је изолован од спољног окружења. У боци пасуљ и вода имају директан контакт и, према томе, врше топлотну размену.

г) ПОГРЕШНО. Термос боца има функцију изолације система, не дозвољавајући смеши унутар ње да размењује топлоту са околином.

е) ПОГРЕШНО. Температура није константна, јер како вода преноси топлоту на пасуљ, она губи енергију док те две температуре не буду једнаке.

Погледајте доленаведене текстове и сазнајте више о темама обухваћеним овим бројем:

• Физичке и хемијске трансформације
• топлота и температура
• Топлотна енергија