Reaktiolämpö

Reaktiolämpökaavio tietyissä lämpötila- ja paine -olosuhteissa. Lähde: Josearortino, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons

Mikä on reaktiolämpö?

Hän reaktiolämpö, o Reaktion entalpia (AH) on energian määrä moolia kohden, joka vapautuu tai tuotetaan kemiallisessa reaktiossa vakiopaineessa. Se on hyödyllisen toimenpiteen termodynaaminen yksikkö, joka laskee vapautuneen tai tuotetun energian.

Koska entalpia on peräisin paineesta, tilavuudesta ja sisäisestä energiasta, jotka ovat kaikki valtion funktioita, entalpia on myös tila -funktio.

ΔH, tai entalpian muutos syntyi mittayksiköksi järjestelmän energian muutoksen laskemiseen, kun siitä tuli liian vaikea löytää ΔU tai järjestelmän sisäisen energian muutosta, mittaamalla samanaikaisesti lämmön ja määrän vaihdettu työ.

Antaa.

Merkintä ΔHº tai ΔHº_{r -} sitten syntyy selittää reaktiolämpö ΔH: n tarkan lämpötilan ja paineen.

Vakioreaktion entalpia symboloituu ΔHº tai ΔHºRXN: llä ja voi olettaa sekä positiivisia että negatiivisia arvoja. AHº: n yksiköt ovat kilojulioja molia kohti tai KJ / mol.

Aikaisempi käsite reaktion lämmön ymmärtämiseksi: erot ΔH: n ja ΔHº: n välillä_{r -}

- Δ = edustaa entalpian muutosta (tuotteiden entalpia paitsi reagenssien entalpia).

Positiivinen arvo osoittaa, että tuotteilla on suurempi entalpia tai että se on endoterminen reaktio (lämpöä vaaditaan).

Negatiivinen arvo osoittaa, että reagenssilla on suurempi entalpia tai että se on eksoterminen reaktio (lämpö tapahtuu).

- º = tarkoittaa, että reaktio on tavanomainen entalpian muutos, ja se tapahtuu ennalta vahvistetussa paineessa / lämpötilassa.

- R = tarkoittaa, että tämä muutos on reaktion entalpia.

Voi palvella sinua: Kalsium: Ominaisuudet, rakenne, hankkia, käyttää

- Vakiotila: Kiinteän tai nesteen vakiotila on puhdas aine yhden barin paineessa tai mikä on sama, 1 ilmakehän (105 Pa) ja lämpötila 25 ° C tai mikä on sama, 298 k -k -.

- ΔHº_{r -} Se on reaktion tavanomainen lämpö- tai tavanomainen entalpia, ja AH mittaa myös reaktion entalpian. ΔHºRXN tapahtuu kuitenkin ”tavanomaisissa” olosuhteissa, mikä tarkoittaa, että reaktio tapahtuu lämpötilassa 25 ° C ja 1 atm.

AH -mittauksen hyöty tavanomaisissa olosuhteissa on kyky yhdistää ΔHº -arvo toiseen, koska ne esiintyvät samoissa olosuhteissa.

Muodostelmamämpö

Standardin muodostumislämpö, ​​ΔH_Fº, kemikaali on lämpöä, joka on absorboitunut tai vapautettu sen kemikaalin muodostumisesta 1 mol 25 ° C: ssa ja sen elementtien 1 barinsa standarditiloissa.

Elementti on tavanomaisessa tilassaan, jos se on stabiilimmassa muodossaan ja sen fysikaalisessa tilassa (kiinteä, neste tai kaasu) 25 ° C: ssa ja 1 barissa.

Esimerkiksi hiilidioksidin tavanomainen muodostumislämpö merkitsee happea ja hiiltä reagenssina.

Happi on stabiilimpaa kaasumolekyyleinä tai₂, Vaikka hiili on vakaampaa kuin kiinteä grafiitti (grafiitti on stabiilempi kuin timantti vakioolosuhteissa).

Määritelmän ilmaisemiseksi toisella tavalla muodostumisen tavanomainen lämpö on erityinen standardin reaktiolämpö.

Reaktio on sen elementtien kemikaalin muodostuminen standarditiloissaan vakioolosuhteissa.

Voi palvella sinua: metallinen hahmo

Muodostuman tavanomaista lämpöä kutsutaan myös muodostumisen vakio entalpiaksi (vaikka se todellakin on muutosta entalpiassa).

Määritelmän mukaan elementin muodostuminen itsestään ei aiheuta muutoksia entalpiassa, joten kaikkien elementtien vakioreaktiolämpö on nolla.

Reaktion entalpian laskenta

1. Kokeellinen laskenta

Entalpia voidaan mitata kokeellisesti käyttämällä kalorimetriä. Kalorimetr. Näyte löytyy astiasta, jota ympäröi vesi, joka on jatkuvasti levoton.

Kun mitataan kalorimetrillä, lämpötilan muutos, joka tapahtuu näytteen reagointiin, ja tietäen veden spesifisen lämmön ja sen massan, reaktion vapauttavan tai absorboivan lämmön lasketaan yhtälöllä Q = CESP X M X ΔT.

Tässä yhtälössä, mikä on lämpöä, CESP on ominaislämpö, ​​tässä veden tapauksessa, joka on yhtä suuri kuin yksi kalori grammaa kohti, m on veden massa ja ΔT on lämpötilan muutos.

Kalorimetri on eristetty järjestelmä, jolla on vakiopaine, joten ΔH_{r -}= q

2. Teoreettinen laskelma

Entalpian muutos ei riipu reaktion erityisestä reitistä, vaan vain tuotteiden ja reagenssien globaalin energian tasosta. Entalpía on valtion funktio, ja sellaisenaan se on additiivinen.

Reaktion tavanomaisen entalpian laskemiseksi voimme lisätä reagenssin muodostumisen standardin entalpiat ja vähentää sen tavallisen tuotteiden muodostumisen entalpian summan perusteella. Matemaattisesti tämä antaa meille:

Se voi palvella sinua: 6 luonnon PH -indikaattoria ja niiden ominaisuuksia

ΔH_{r -}° = σ ΔH_Fº (tuotteet) - σ ΔH_Fº (reagenssit).

Reaktiot entalpiat lasketaan yleensä reagenssin muodostumisen entalpioista normaaleissa olosuhteissa (1 palkin paine ja lämpötila 25 ° C).

Tämän termodynamiikan periaatteen selittämiseksi laskemme reaktion entalpian metaanin palamiseksi (CH CH₄) Kaavan mukaan:

CH₄ (g) + 2₂ (g) → co₂ (g) + 2h₂O (g)

Vakioreaktion entalpian laskemiseksi meidän on etsittävä tavanomaisia ​​koulutuksen entalpioita jokaiselle reagointiin liittyvät reagenssit ja tuotteet.

Nämä löytyvät yleensä liitteestä tai useista online -taulukoista. Tätä reaktiota varten tarvittavat tiedot ovat:

H_FCH₄ (g) = -75 kjoul/mol.

H_Fº O₂ (g) = 0 kjoul/mol.

H_Fº co₂ (g) = -394 kjoul/mol.

H_Fº h₂o (g) = -284 kjoul/mol.

Huomaa, että koska se on vakiotilassa, vakiokaasun muodostumisen entalpia on 0 kJ / mol.

Seuraava. Muista, että koska yksiköt ovat KJ / molissa, meidän on kerrottava tasapainotetun reaktioyhtälön stökiometrisillä kertoimilla.

Σ ΔH_Fº (tuotteet) = ΔH_Fº co₂ +2 ΔH_Fº H₂o

Σ ΔH_Fº (tuotteet) = -1 (394 kjoul/mol) -2 (284 kjoul/mol) = -962 kjoul/mol

Σ ΔH_Fº (reagenssit) = ΔH_FCH₄ + ΔH_Fº O₂

Σ ΔH_Fº (reagenssit) = -75 kjoul/mol + 2 (0 kjoul/mol) = -75 kjoul/mol

Nyt löydämme reaktion tavanomaisen entalpian:

ΔH_{r -}° = σ ΔH_Fº (tuotteet) - σ ΔH_Fº (reagenssit) = (- 962)- (- 75) =

ΔH_{r -}° = - 887KJ / Mol.

Viitteet

1. Reaktion määritelmän entalpia. Toipunut Ajatelukyvystä.com.
2. (S.F.-A. Reaktion vakio entalpia. Rajattomasta palautuneesta.com.