Termokemi: vad är det, kemiska reaktioner och entalpi

Termokemi är den del av kemin som studerar mängden värme (energi) som är involverad i kemiska reaktioner.

När en reaktion släpper ut värme klassificeras den som exoterm. Absorptionen av värme i en reaktion gör att den blir endoterm.

Termokemi studerar också överföringen av energi i vissa fysiska fenomen, såsom förändringar i materiens tillstånd.

Termokemi och värme

I kemiska reaktioner kan energi absorberas eller frigöras. Denna värmeöverföring sker från kroppen med den högsta temperaturen till den med den lägsta temperaturen.

Värmeöverföring från den heta kroppen (A) till den kalla kroppen (B)

Det är värt att komma ihåg att värme, även kallad värmeenergi, är ett koncept som bestämmer utbytet av termisk energi mellan två kroppar. O termisk balans upprättas när de två materialen når samma temperatur.

Endotermiska och exoterma reaktioner

Det heter endoterm reaktion reaktionen i vilken värme absorberas. På detta sätt absorberar en kropp värme från den miljö där den sätts in. Det är därför den endotermiska reaktionen orsakar en känsla av kylning.

Exempel: När du gnider alkohol på armen absorberar armen värmen från detta ämne. Men när vi blåser på armen efter att ha passerat alkohol känner vi oss lite kalla, en känsla som är resultatet av den endotermiska reaktionen.

redan den exoterm reaktion det är det motsatta. Det är frisläppande av värme och därmed blir känslan värmande.

Exempel: I ett läger står människor vid en eld så att värmen som frigörs från flammorna värmer dem omkring dem.

Värmeflöde i endoterma och exoterma reaktioner

Termiska utbyten händer också i förändringarna av fysiskt tillstånd. Det visar sig att processen vid endring från fast till flytande och från vätska till gas är endoterm. Omvänt är övergången från gas till vätska och från vätska till fast substans exoterm.

entalpi

Enthalpy (H) är energi utbytas i energiabsorptions- och frisättningsreaktionerna, endoterma och exoterma.

Det finns ingen enhet som kan mäta entalpi. Av denna anledning mäts dess variation (ΔH), vilket görs med tanke på reaktantens entalpi (initial energi) och produktens entalpi (slutlig energi).

De mest återkommande typerna av entalpi är:

Bildande entalpi	Absorberad eller frigjord energi som behövs för att bilda 1 mol av ett ämne.
Förbränningsentalpi	Släppt energi som resulterar i förbränning av 1 mol ämne.
Länk entalpi	Energi absorberad vid brytning av 1 mol kemisk bindning i gasform.

Medan entalpi mäter energi, entropi mäter graden av störning av kemiska reaktioner.

Hess lag

Germain Henry Hess konstaterade att:

Enhalpiförändringen (AH) i en kemisk reaktion beror endast på reaktionens initiala och slutliga tillstånd, oavsett antalet reaktioner.

Variationen av energi, enligt Hess 'lag, fastställs genom följande formel:

AH = H_f - H_i

Var,

• Ah: entalpi variation
• H_f: slut entalpi eller produkt entalpi
• H_i: initial entalpi eller reagensentalpi

Av detta drar vi slutsatsen att entalpi-variationen är negativ när vi står inför en exoterm reaktion. I sin tur är entalpi-variationen positiv när vi står inför en endoterm reaktion.

Var noga med att kontrollera dessa texter för att lära dig ännu mer om ämnet.:

• Termodynamik
• Kalorimetri
• kännbart värme
• latent värme

Övningar med kommenterad feedback

1. (Udesc / 2011) Med tanke på följande ekvationer:

(DE)	2CO(g) + O2 (g) → 2CO2(g)	AH = - 565,6 kj
(B)	2CH4O(g) + 3O2 (g) → 2CO2(g) + 4H2O(1)	AH = - 1462,6 kj
(Ç)	3O2 (g) → 2O3 (g)	AH = + 426,9 kj
(D)	Tro2O3 (g) + 3C(s) → 2Fe(s) + 3CO(g)	AH = +490,8 kj

Tänk på följande förslag i förhållande till ekvationerna:

I. Reaktionerna (A) och (B) är endotermiska.
II. Reaktionerna (A) och (B) är exoterma.
III. Reaktionerna (C) och (D) är exoterma.
IV. Reaktionerna (C) och (D) är endotermiska.
V. Reaktionen med störst energiutsläpp är (B).
FICK SYN PÅ. Reaktionen med störst energiutsläpp är (D).

Kontrollera rätt alternativ.

a) Endast uttalandena II, III och V är sanna.
b) Endast uttalandena I, III och VI är sanna.
c) Endast uttalandena I, IV och VI är sanna.
d) Endast uttalandena II, V och VI är sanna.
e) Endast uttalandena II, IV och V är sanna.

Se Svar

Rätt alternativ: e) Endast påståenden II, IV och V är sanna.

a) FEL. Uttalande III är inte sant.

I motsats till påstående III är reaktionerna (C) och (D) endoterma, eftersom det positiva tecknet i entalpivariationen indikerar värmeabsorption.

b) FEL. Inget av uttalandena som citeras i detta alternativ är korrekta. De har fel eftersom:

• Reaktionerna (A) och (B) är exoterma, eftersom det negativa tecknet i entalpiändringen indikerar frisättningen av värme.
• Reaktionerna (C) och (D) är endoterma, eftersom det positiva tecknet i entalpiförändringen indikerar värmeabsorption.
• Reaktion (D) frigör inte energi eftersom den är endoterm.

c) FEL. Av de tre påståenden som citeras i detta alternativ är endast IV korrekt. De andra två har fel eftersom:

• Reaktionerna (A) och (B) är exoterma, eftersom det negativa tecknet i entalpiändringen indikerar frisättningen av värme.
• Reaktion (D) frigör inte energi, det positiva tecknet i entalpiändringen indikerar att reaktionen är endoterm.

d) FEL. Uttalande VI är inte sant.

I motsats till påstående VI frigör inte reaktion (D) energi, eftersom den är endoterm.

a) KORREKT. Uttalandena är korrekta eftersom:

• Reaktionerna (A) och (B) är exoterma, eftersom energiförändringen är negativ.
• Reaktionerna (C) och (D) är endoterma, eftersom värdet på Ah är positivt.
• Reaktionen med störst frigöring av energi är (B), eftersom det bland yttrandets exoterma reaktioner är det med det högsta värdet med ett negativt tecken.

Dessa texter hjälper dig att öka din kunskap:

• Övningar om termokemi
• kemiska transformationer
• Kemiska reaktioner

2. (Enem / 2011) Ett ovanligt alternativ för att laga bönor är att använda en termos. Lägg en del bönor och tre delar vatten i en kastrull och låt den koka i ca 5 minuter och överför sedan allt material till en termos. Cirka 8 timmar senare kokas bönorna.

Tillagningen av bönorna äger rum inne i termos på grund av

a) vatten reagerar med bönor, och denna reaktion är exoterm.
b) bönor fortsätter att absorbera värme från det omgivande vattnet, eftersom det är en endoterm process.
c) det betraktade systemet är praktiskt taget isolerat och låter inte bönorna få eller förlora energi.
d) termos ger tillräckligt med energi för att laga bönorna när reaktionen startar.
e) energin som är involverad i reaktionen värmer vattnet, vilket håller en konstant temperatur, eftersom det är en exoterm process.

Se Svar

Rätt alternativ: b) bönor fortsätter att absorbera värme från det omgivande vattnet, eftersom det är en endotermisk process.

a) FEL. En kemisk reaktion kännetecknas av bildandet av nya ämnen som inte uppstår vid tillagning av bönor.

b) KORREKT. När vatten värms upp får det värme och en termos tillåter inte att denna energi går förlorad för miljön. Således absorberar bönor värme från vatten och lagar mat, med en endoterm process.

c) FEL. Systemet är isolerat från den yttre miljön. Inuti flaskan har bönorna och vattnet direktkontakt och utför därför ett termiskt utbyte.

d) FEL. Termokolven har den funktionen att isolera systemet och inte låta blandningen inuti utbyta värme med omgivningen.

e) FEL. Temperaturen är inte konstant, eftersom vatten överför värme till bönorna förlorar den energi tills de två temperaturerna är lika.

Kolla in texterna nedan och lär dig mer om ämnena som tas upp i detta nummer:

• Fysiska och kemiska omvandlingar
• värme och temperatur
• Värmeenergi