Entalpía

Mikä on entalpia?

Se entalpía Se on termodynaaminen ominaisuus, jonka vaihtelu vakiona lämpötila- ja paine -olosuhteissa määrittää kemialliseen reaktioon tai fysikaaliseen prosessiin liittyvän aineen tai järjestelmän kalorienergian. Koska se on valtion funktio, se on edustettuna pääomassa H -kirjaimella, se on ΔH sen variaatio.

Se on yksi laajimmista laajimmista ominaisuuksista tutkia monien reaktioiden lämpökemiaa; Eli puhumme lämmön irrottautumisesta tai imeytymisestä reaktion väliaineen ja sen ympäristön välillä. Siten sanomme, että reaktio on eksoterminen, jos sen ΔH on negatiivinen (ΔH 0).

Entalpian muutos jään sulamisessa on positiivinen, mikä osoittaa, että jää imee lämpöä ympäristöstä siirtyäkseen nestetilaan, veteen

Esimerkiksi jäällä on entalpia, h_jäätyä, Vaikka vedellä on myös oma entalpia, h_vettä. Kun jää sulaa, tapahtuu entalpian variaatio, nimeltään ΔH_Fus tai sulaa lämpöä (H_vettä-H_jäätyä-A. Vesien entalpia on parempi kuin jää, aiheuttaen ΔH_Fus Jää on positiivinen ja sillä on +6 -arvo.01 kJ/mol.

Entalpia ja sen variaatio ilmaistaan ​​yleensä Joule- tai kaloreita. Entalpian muutos +6.01 kJ/mol osoittaa, että jäämolin on absorboida 6.01 kJ kalorienergiaa tai lämpöä sulaa.

Kuinka entalpia lasketaan?

Entalpia ja sen variaatio

Itse entalpia on lukemattomia, koska se riippuu muuttujista, joita on vaikea mitata tarkalleen. Hyvä vertailu olisi haluta mitata valtamerten kokonaistilavuus: Maan alla on aina osia tai hajallaan mantereiden keskuudessa. Siksi ja käytännössä h ei voida määrittää; Mutta kyllä ​​ΔH.

Voi palvella sinua: kolloidi

Matemaattisen lausekkeen saavuttamiseksi, joka sallii ΔH: n laskennan, se on ensin jäljellä entalpian perusmääritelmästä:

H = u + pv

Koska kyseinen järjestelmä on kyseisen järjestelmän tai kyseisen aineen sisäinen energia, ja PV Paine-tilavuustyötä, jota tämä järjestelmä käyttää ympäristössä, olemassaoloon. Koska olemme kiinnostuneita laskemasta ΔH ja ei h, meillä on:

ΔH = ΔU + Δ (PV)

Jos paine on vakio, yhtälö säilyy:

ΔH = ΔU + PδV

Tiedämme toisaalta, että:

ΔU = Q - + W -

Olemus Q - Lämpö ja w työ. Korvaa meidät:

ΔH = Q - + W + PδV

Mutta lisäksi tiedämme sen:

W = - pδv

Ja siksi:

ΔH = Q -  - Pδv + pδV

ΔH = Q -

Toisin sanoen ΔH reaktiota tai prosessia varten, joka suoritetaan vakiopaineessa, on yhtä suuri kuin lämpö Q - syntynyt tai imeytynyt.

Reaktiot entalpian muutokset

Oletus siitä, että paine pysyy vakiona, on mahdollista, jos reaktio tapahtuu maan ilmakehän alla. Esimerkiksi talvimaisemien jää sulaa ilman toista painetta kuin ilmakehän. Toisaalta se koskee myös reaktioita nestemäisissä väliaineissa tai sellaisia, jotka eivät tuota suuria määriä kaasuja.

Nämä reaktiot imevät tai vapauttavat lämpöä Q - yhtä suuri kuin ΔH, joka puolestaan ​​on entalpilaisten ero tuotteiden ja reagenssien välillä:

ΔH = H_Tuotteet - H_Reagenssit

Entalpiatyypit

On yleinen käytäntö puhua ΔH: sta ja H: sta ikään kuin ne olisivat samat: molempia kutsutaan entalpiksi. Tyyppien suhteen H on kuitenkin ainutlaatuinen jokaiselle aineelle tai järjestelmälle; Toisaalta ΔH on itsessään reaktion tai prosessin luonne.

Tässä mielessä meillä on ensin positiivisia entalpian variaatioita (ΔH> 0) tai negatiivisia (ΔH <0); unas corresponden a los procesos o reacciones endotérmicos (se enfrían los alrededores), mientras las segundas tienen que ver con los procesos o reacciones exotérmicos (se calientan los alrededores).

Se voi palvella sinua: nitrobentseeni (C6H5N2): rakenne, ominaisuudet, käyttö, riskit

Merkki '+' tai '-', joka liittyy ΔH: iin, kertoo meille siis, jos lämmön vapautuminen tai imeytyminen tietyssä reaktiossa tai prosessissa; joilla on ΔH -ominaisuutensa osana niiden lämpökemiallisia ominaisuuksia.

Meillä on tyyppisiä entalpiatyyppejä, jotka voidaan luokitella fysikaalisten prosessien tai kemiallisten reaktioiden mukaan.

Fyysiset prosessit

Vaihemuutos entalpia

Aineiden on absorboitava tai vapautettava lämpöä siirtyäkseen materiaali- tai materiaalifaasista (kiinteä, neste tai kaasu) toiseen. Esimerkiksi jää absorboi lämpöä sulamaan, joten entalpia tähän vaihemuutokseen vastaa fuusiota, ΔH_Fus, kutsutaan myös piileväksi lämmöksi.

Liukenemisen tai seoksen entalpia

Aineet liuenneen tai sekoitettuna liuotinväliaineeseen voivat absorboida tai vapauttaa lämpöä, siten entalpia ΔH_Dis tai ΔH_Sekoittaa.

Kemialliset reaktiot

Koulutus-

Se on siihen liittyvä lämpö, ​​ΔHº_F, yhdisteen muodostumiseen, erityisesti yhden moolin, sen ainesosista tavanomaisissa paineen ja lämpötilan olosuhteissa (t = 298.15 K ja P = 1 atm).

Hajoamis entalpia

Se on liittyvä lämpö, ​​ΔH_des, yhdisteen hajoamiseen pienemmissä ja yksinkertaisissa aineissa. Se on yleensä positiivinen, koska lämpöä tarvitaan molekyylien sidosten rikkomiseksi.

Hydraus entalpia

Se on liittyvä lämpö, ​​ΔH_h, Vetymolekyylin riippuvuuteen yhdisteeseen, yleensä hiilivety.

Palamisen entalpia

Se on vapautuva lämpö, ​​ΔH_kampa, Kun aine polttaa reagoivan hapen kanssa. Se on negatiivinen, koska lämpö ja valo vapautuvat (tuli).

Se voi palvella sinua: Atomi -massa: Määritelmä, tyypit, kuinka laskea, esimerkkejä

Esimerkkejä entalpiesista

Lopuksi mainitaan joitain erityisiä esimerkkejä entalpiaista:

Metaanipalkka

CH₄ + 2₂ → CO₂ + 2H₂JOMPIKUMPI

ΔH = -890.3 kJ/mol

Toisin sanoen yksi Cho -mooli₄ Kun palaminen vapauttaa 890.3 kJ kalorienergiaa.

Etyleenin hydraus

CH₂= Ch₂ + H₂ → ch₃CH₃

ΔH = -136 kJ/mol

Eteenin mooli vapauttaa 136 kJ lämpöä, kun vety tulee etaaniksi.

Suolata veteen

Pöytäsuola, NaCl, liukenee veteen NA -ionien erottamiseksi⁺ ja cl^- Kiteisten verkkojen ja vesimolekyylien surround (hydraatti):

NaCl (s) → NA⁺(AC) + CL^-(AC)

ΔH = +3.87 kJ/mol

Toisin sanoen suolan liukeneminen veteen, lasin tai astian jäähdyttämiseksi. Absorboitunut määrä lämpöä on kuitenkin hyvin pieni, joten kätemme tuntevat vain pienen lämpötilan muutoksen.

Kaliumkloraatti liukeneminen vedessä

Toisaalta kaliumkloraatti, kclo₃, Siinä on ΔH_Dis Erittäin positiivinen:

Kcl₃(s) → K⁺(AC) + CLO₃^-(AC)

ΔH = +41.38 kJ/mol

Mikä tarkoittaa, että liukenemiseksi veteen se imee erittäin kuumana. Ja siksi säiliö jäähtyy merkittävästi, ja näemme, että ympäröivä vesihöyry kostuttaa sen ulkopinnan.

Viitteet

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemia. (8. ed.-A. Cengage -oppiminen.
2. Wikipedia. (2020). Entalpia. Haettu: vuonna.Wikipedia.org
3. Helmestine, Anne Marie, PH.D -d. (28. elokuuta 2020). Kemian ja fysiikan entalpian määritelmä. Toipunut: Admingco.com
4. Andrew Rader Studios. (2015). Energia- ja entalpia. Toipunut: Physics4kids.com
5. Kiduttaa. (2020). Entalpia tosiasiat lapsille. Haettu: tosiasiat.Kiduttaa.yhteistyö
6. Hallinto. (21. joulukuuta 2010). Entalpia. Talteenotettu: oksiorgaaninen kemikaali.com
7. María Estela Raffino. (11. heinäkuuta 2020). Entalpia -konsepti. Toipunut: Konsepti.-