การเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีคืออะไร?

การเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปี เป็นปริมาณทางกายภาพที่แสดงโดยตัวย่อ ΔH (ตัวอักษรกรีก Δ หมายถึงการเปลี่ยนแปลง และตัวอักษร H หมายถึง เอนทัลปี) ซึ่งระบุปริมาณพลังงานที่ดูดซับหรือปล่อยโดย ปฏิกิริยาเคมี.

• ปฏิกิริยาดูดความร้อน: เมื่อพลังงานถูกดูดกลืน;

• ปฏิกิริยาคายความร้อน: เมื่อพลังงานถูกปลดปล่อยออกมา

นิพจน์สำหรับการคำนวณการเปลี่ยนแปลงเอนทาลปี

เช่นเดียวกับรูปแบบอื่นๆ ที่ใช้ในฟิสิกส์ การแปรผันของเอนทาลปีจะพิจารณาจากการลบระหว่างผลลัพธ์สุดท้ายกับผลลัพธ์เริ่มต้น เนื่องจากจุดสิ้นสุดของปฏิกิริยาสอดคล้องกับผลิตภัณฑ์และจุดเริ่มต้นสอดคล้องกับสารตั้งต้น ดังนั้น:

ΔH = ผลิตภัณฑ์ - รีเอเจนต์

เนื่องจากสารเคมีทุกชนิดมีปริมาณพลังงานเฉพาะ (เอนทาลปี) เพื่อคำนวณ การเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปี จำเป็นต้องคำนึงถึงปริมาณพลังงานของสมาชิกแต่ละคนในปฏิกิริยาดังนี้

• รีเอเจนต์: ถ้าปฏิกิริยามีมากกว่าหนึ่งผลิตภัณฑ์ จะต้องเพิ่มเอนทาลปีของพวกมันด้วย

ถ้าปฏิกิริยาแสดงสมการต่อไปนี้:

A + 2 B →

เอนทาลปีของสารตั้งต้นจะได้รับโดยการบวกเอนทาลปีของสารตั้งต้น A เข้ากับผลรวมของเอนทาลปีสองเท่าของ B (นี่เป็นเพราะมี 2 โมลของ B ในสมการ)

ชั่วโมง = HA + 2.HB

• สินค้า: ถ้าปฏิกิริยาแสดงผลิตภัณฑ์มากกว่าหนึ่งรายการ จะต้องเพิ่มเอนทาลปีของผลิตภัณฑ์เหล่านั้นเข้าด้วยกัน

ถ้าปฏิกิริยาแสดงสมการต่อไปนี้:

A + 2 B → C + 3D

เอนทาลปีของสารตั้งต้นจะได้รับจากผลรวมของเอนทาลปีของผลิตภัณฑ์ C กับผลรวมของเอนทาลปีสามเท่าของ D (นี่เป็นเพราะมี 3 โมลของ D ในสมการ)

Hp = HC + 3.HD

ดังนั้นนิพจน์ในการคำนวณ การเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปี ได้มาจากการลบระหว่างเอนทาลปีของผลิตภัณฑ์และเอนทาลปีของสารตั้งต้นของปฏิกิริยาเคมี

ΔH = Hp - ชั่วโมง

การตีความผลลัพธ์ของการเปลี่ยนแปลงเอนทาลปี

เนื่องจากเป็นการลบระหว่างเอนทาลปีของผลิตภัณฑ์และรีเอเจนต์ ผลลัพธ์ของการแปรผันของเอนทาลปีอาจเป็นค่าบวกหรือค่าลบ

• เชิงลบ: เมื่อเอนทาลปีของสารตั้งต้นมีค่ามากกว่าของผลิตภัณฑ์

Hr > Hp

• เชิงบวก: เมื่อเอนทาลปีของผลิตภัณฑ์มีค่ามากกว่าของสารตั้งต้น

Hp > ชั่วโมง

จากผลของการเปลี่ยนแปลงเอนทาลปี เราสามารถจำแนกปฏิกิริยาออกเป็น ดูดความร้อนหรือคายความร้อนตามเกณฑ์ดังต่อไปนี้

• ดูดความร้อน: เมื่อผลเป็นบวก

ΔH > 0

• คายความร้อน: เมื่อผลลัพธ์เป็นลบ

ΔH < 0

ตัวอย่างวิธีการกำหนดการเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีของปฏิกิริยาเคมี

ตัวอย่างที่ 1 (UFF-RJ): พิจารณาค่าเอนทาลปีเริ่มต้นของการก่อตัว (ΔH^อู๋_NS) ใน KJ.mol^-1 ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส ของสารดังต่อไปนี้

• CH_4(ก.) = -74,8

• CHCl₃₍₁₎ = - 134,5

• HCl_(NS) = - 92,3

สำหรับปฏิกิริยาต่อไปนี้:

CH_4(ก.) + 3Cl_2(ก.) → CHCl₃₍₁₎ + 3HCl_(NS)

ΔH^อู๋_NS มันจะเป็น:

ก) - 151.9 KJ.mol^-1

b) 168.3 KJ.mol^-1

c) - 673.2 KJ.mol^-1

ง) - 336.6 KJ.mol^-1

จ) 841.5 KJ.mol^-1

ในการพิจารณาความแปรผันของเอนทาลปีของปฏิกิริยานี้ เราต้องดำเนินการตามขั้นตอนต่อไปนี้:

• 1^อู๋ ขั้นตอน: ตรวจสอบว่าสมการสมดุลหรือไม่ ถ้าไม่อย่างนั้นก็ต้องสมดุล

สมการที่ได้จากแบบฝึกหัดนี้มีความสมดุล ดังนั้นเราจึงมี CH. 1 โมล₄ และCl. 3 โมล₂ ในรีเอเจนต์และ 1 โมลของCHCl₃ และ HCl 3 โมลในผลิตภัณฑ์

• 2^อู๋ ขั้นตอน: คำนวณปริมาณเอนทาลปีของผลิตภัณฑ์ (Hp) คูณปริมาณในโมลด้วยเอนทาลปีที่ให้มา แล้วบวกผลลัพธ์:

Hp = ผลิตภัณฑ์ CHCl₃ + ผลิตภัณฑ์ HCl

แรงม้า = 1.(-134.5) + 3.(-92.3)

แรงม้า = -134.5 + (-276.9)

แรงม้า = -134.5 - 276.9

แรงม้า = - 411.4 KJ.mol^-1

• 3^อู๋ ขั้นตอน: คำนวณปริมาณเอนทาลปีของสารตั้งต้น (Hr) คูณปริมาณในโมลด้วยเอนทาลปีที่ให้แล้วบวกผลลัพธ์:

หมายเหตุ: ในฐานะที่เป็นCl₂ มันเป็นสารธรรมดา เอนทาลปีของมันคือ 0

Hr = รีเอเจนต์ CH₄ + น้ำยา Cl₂

ชั่วโมง = 1.(-74.8) + 3.(0)

ชั่วโมง = -74.8 + 0

ชั่วโมง = -74.8 KJ.mol^-1

• 4^อู๋ ขั้นตอน: คำนวณการเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีโดยใช้ค่าที่พบในขั้นตอนก่อนหน้าในนิพจน์ต่อไปนี้:

ชม^อู๋_NS = Hp - Hr

ชม^อู๋_NS = - 411,4 - (-74,8)

ชม^อู๋_NS = -411,4 + 74,8

ชม^อู๋_NS = -336.6 KJ.โมล^-1

ตัวอย่างที่ 2 (UEM-PR): เป็นไปได้ที่จะเตรียมก๊าซออกซิเจนในห้องปฏิบัติการโดยการให้ความร้อนโพแทสเซียมคลอเรตอย่างระมัดระวังตามปฏิกิริยา:

2KClO_3(s) → 2KCl_(NS) + 3O_2(ก.) ΔH= +812 KJ/โมล

สมมติว่าเอนทาลปีของ KCl_(NS) มีค่าเท่ากับ +486 KJ/Mol และพิจารณาระบบที่ 25 °C และ 1 atm ค่าเอนทาลปีเริ่มต้นของ KClO คืออะไร_3(s) ในหน่วย KJ/โมล?

ในการหาเอนทาลปีขององค์ประกอบหนึ่งของสมการจากความรู้เกี่ยวกับความแปรผันของเอนทาลปี เราต้องทำตามขั้นตอนต่อไปนี้:

• 1^อู๋ ขั้นตอน: ตรวจสอบว่าสมการสมดุลหรือไม่ ถ้าไม่อย่างนั้นก็ต้องสมดุล

สมการที่ได้จากแบบฝึกหัดนี้มีความสมดุล ดังนั้นเราจึงมี KclO. 2 โมล₃ ในน้ำยา และ 2 โมลของ KCl และ 3 โมลของ O₂ บนผลิตภัณฑ์

• 2^อู๋ ขั้นตอน: คำนวณปริมาณเอนทาลปีของผลิตภัณฑ์ (Hp) คูณปริมาณในโมลด้วยเอนทาลปีที่ให้มา แล้วบวกผลลัพธ์:

หมายเหตุ: ในฐานะที่เป็น O₂ มันเป็นสารธรรมดา เอนทาลปีของมันคือ 0

Hp = ผลิตภัณฑ์ KCl+ ผลิตภัณฑ์ O₂

แรงม้า = 2.(+486) + 3.(0)

แรงม้า = +972 + 0

แรงม้า = 972 KJ.mol^-1

• 3^อู๋ ขั้นตอน: คำนวณเอนทาลปีของรีเอเจนต์ KClO₃โดยใช้รูปแบบเอนทาลปีที่ระบุไว้ในคำสั่ง และผลิตภัณฑ์เอนทาลปีที่คำนวณในขั้นตอนก่อนหน้า ในนิพจน์ต่อไปนี้:

ชม^อู๋_NS = Hp - Hr

812= 972 - 2.(ชม.)

2 ชม. = 972-812

2Hr = 160

ชั่วโมง = 160
2

ชั่วโมง = 80 KJ/โมล

แหล่งที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-e-variacao-entalpia.htm