entalpivariation är en fysisk storhet som representeras av förkortningen ΔH (den grekiska bokstaven Δ betyder variation och bokstaven H representerar entalpi) som anger mängden energi som absorberas eller frigörs av en kemisk reaktion.
Endoterm reaktion: när energi absorberas;
Exoterm reaktion: när energi frigörs.
Uttryck för beräkning av entalpiändring
Som med alla varianter som bearbetats i fysik, bestäms entalpivariationen från subtraktionen mellan det slutliga resultatet och det initiala. Eftersom slutet av en reaktion motsvarar produkterna och början motsvarar reaktanterna, därför:
ΔH = Produkter - Reagenser
Eftersom varje kemiskt ämne har en specifik mängd energi (entalpi), för att beräkna entalpi variation, det är nödvändigt att ta hänsyn till energimängden för varje medlem av reaktionen, enligt följande:
Reagens: om reaktionen har mer än en produkt måste deras entalpier också läggas till;
Om en reaktion presenterar följande ekvation:
A + 2 B →
Entalpin för reaktanterna kommer att ges genom att addera entalpin för reaktant A till summan av två gånger entalpin för B (detta beror på att det finns 2 mol B i ekvationen).
Hr = HA + 2.HB
Produkter: om reaktionen presenterar mer än en produkt, måste deras entalpier adderas;
Om en reaktion presenterar följande ekvation:
A + 2 B → C + 3D
Entalpin för reaktanterna kommer att ges av summan av entalpin för produkten C med summan av trippelentalpin för D (detta beror på att det finns 3 mol D i ekvationen).
Hp = HC + 3.HD
Således uttrycket för att beräkna entalpivariation ges genom subtraktionen mellan produkternas entalpi och entalpin för reaktanterna vid en kemisk reaktion.
AH = Hp - Hr
Tolkning av resultatet av entalpivariation
Eftersom det är en subtraktion mellan entalpierna hos produkter och reagenser kan resultatet av entalpivariationen vara positivt eller negativt.
Negativ: när reaktanternas entalpi är större än produkternas.
Hr > Hp
Positiv: när produkternas entalpi är större än reaktanternas.
Hp > Hr
Från resultatet av entalpivariationen kan vi klassificera reaktionen i endoterm eller exoterm, enligt följande kriterium:
Endotermisk: när resultatet är positivt.
ΔH > 0
Exotermisk: när resultatet är negativt.
ΔH < 0
Exempel på hur man bestämmer entalpiförändringen av en kemisk reaktion
Första exemplet (UFF-RJ): Tänk på standardentalpivärdena för formation (ΔHOf) i KJ.mol-1 vid 25 °C, av följande ämnen:
CH4(g) = -74,8
CHCl3(1) = - 134,5
HCl(g) = - 92,3
För följande reaktion:
CH4(g) + 3Cl2(g) → CHCl3(1) + 3HCl(g)
AHOf det kommer att vara:
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
För att bestämma entalpivariationen för denna reaktion måste vi utföra följande steg:
1O Steg: Kontrollera om ekvationen är balanserad. Om inte, måste det vara balanserat.
Ekvationen som övningen ger är balanserad, så vi har 1 mol CH4 och 3 mol Cl2 i reagensen och 1 mol CHCl3 och 3 mol HCl i produkterna.
2O Steg: Beräkna mängden entalpi för produkterna (Hp), multiplicera mängden i mol med den angivna entalpin och addera sedan resultaten:
Hp = CHCl-produkt3 + 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 Steg: Beräkna mängden entalpi för reaktanterna (Hr), multiplicera mängden i mol med den angivna entalpin och addera sedan resultaten:
Obs: Som Cl2 det är ett enkelt ämne, så dess entalpi är 0.
Hr = CH-reagens4 + Cl-reagens2
Hr = 1,(-74,8) + 3,(0)
Hr = -74,8 + 0
Hr = -74,8 KJ.mol-1
4O Steg: Beräkna entalpiändringen med hjälp av värdena som finns i de föregående stegen i följande uttryck:
HOf = Hp - Hr
HOf = - 411,4 - (-74,8)
HOf = -411,4 + 74,8
HOf = -336,6 KJ.mol-1
Andra exemplet (UEM-PR): Det är möjligt att förbereda syrgas i laboratoriet genom att försiktigt värma kaliumklorat, enligt reaktionen:
2KClO3(s) → 2KCl(s) + 3O2(g) AH= +812 KJ/mol
Om vi antar att entalpin för KCl(s) är värd +486 KJ/Mol och med tanke på systemet vid 25 °C och 1 atm, vad är standardentalpivärdet för KClO3(s) i KJ/mol?
För att bestämma entalpin för en av komponenterna i ekvationen utifrån kunskapen om entalpivariationen måste vi utföra följande steg:
1O Steg: Kontrollera om ekvationen är balanserad. Om inte, måste det vara balanserat.
Ekvationen som övningen ger är balanserad, så vi har 2 mol KclO3 i reagenset och 2 mol KCl och 3 mol O2 på produkterna.
2O Steg: Beräkna mängden entalpi för produkterna (Hp), multiplicera mängden i mol med den angivna entalpin och addera sedan resultaten:
Obs: Som O2 det är ett enkelt ämne, så dess entalpi är 0.
Hp = produkt KCl+ produkt O2
Hp = 2.(+486) + 3.(0)
Hp = +972 + 0
Hp = 972 KJ.mol-1
3O Steg: Beräkna entalpin för KClO-reagenset3, med hjälp av entalpivariationen, som anges i uttalandet, och produktentalpin beräknad i föregående steg, i följande uttryck:
HOf = Hp - Hr
812= 972 - 2.(h)
2h = 972-812
2h = 160
Hr = 160
2
Hr = 80 KJ/mol
Källa: Brasilien skola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-variacao-entalpia.htm
