Kako pronaći enthalpy reakciju

Tokom hemijskih reakcija, apsorpcije ili izleta toplote u okoliš. Takva razmjena topline između kemijske reakcije i okoliša naziva se enthalpy, ili h. Međutim, nemoguće je direktno izmjeriti entalpu, pa je uobičajeno izračunavanje promjene temperature okoline (označeno ΔH). ΔH pokazuje da se tokom hemijske reakcije, toplina pušta u okoliš (egzotermna reakcija) ili apsorpciju toplote (endotermična reakcija). Enthalpy se izračunava: ΔH = m x s x Δt, Tamo gdje je m masa reagensa, s toplinskim kapacitetom reakcijskog proizvoda, Δt - promjena temperature kao rezultat reakcije.

Korake

Metoda 1 od 3:

Rješavanje zadataka za enthalpy

jedan. Odredite reagense i proizvode reakcije. Svaka hemijska reakcija ima reagense i reakcijski proizvodi. Reaction proizvod Stvoren Kao rezultat interakcije reagensa. Drugim riječima, reagensi su sastojci u receptu, a reakcijski proizvod je gotova jelo. Da biste pronašli reakciju ΔH, morate znati reagense i reakcijske proizvode.

Na primjer, potrebno je pronaći enthalpiju reakcije formacije vode iz vodonika i kiseonika: 2h₂ (vodonik) + o₂ (kisik) → 2h₂O (voda). U ovoj reakciji H₂ i O₂ - Reagensi i H₂O - reakcija proizvoda.

Slika pod nazivom Izračunajte entalpi hemijske reakcije Korak 2

2. Odredite ukupnu masu reagensa. Zatim je potrebno izračunati masu reagensa. Ako ih ne možete odvaliti, a zatim izračunajte molekularnu težinu da biste pronašli stvarne. Molekularna težina je konstanta, koja se može naći u periodičnoj tablici mendeleev ili u drugim tablicama molekula i veza. Pomnožite masu svakog reagensa na broj molova.

U našem primjeru, hidrogen i reagencija kisika imaju molekularne utege 2 g i 32 g, respektivno. Budući da koristimo 2 jasa od vodonika (koeficijent u hemijskoj reakciji na vodonik H₂) i 1 mol kisik (bez koeficijenta prije o₂ Označava 1 mol), tada se ukupna masa reagenata izračunava na sljedeći način:
2 × (2 g) + 1 × (32 g) = 4 g + 32 g = 36 g

Slika pod nazivom Izračunajte entalpi hemijske reakcije Korak 3

3. Odredite toplinski kapacitet proizvoda. Dalje, odredite toplinski kapacitet reakcijskog proizvoda. Svaka molekula ima određenu količinu topline, što je konstantno. Pronađite ovaj trajni u tablicama za hemijsku udžbeniku. Postoji nekoliko jedinica mjerenja topline sposobnosti - u našim proračunima koristit ćemo J / G ° C.

Imajte na umu da ćete u prisustvu nekoliko reakcijskih proizvoda morati izračunati toplinski kapacitet svake, a zatim ih preklopiti da biste dobili enthalpiju cijele reakcije.

U našem primjeru, reakcijski proizvod je voda koja ima toplinski kapacitet 4.2 j / g ° C.

Slika pod nazivom Izračunajte enthalpy o hemijskoj reakciji Korak 4

4. Pronađite promjenu temperature. Sada ćemo pronaći Δt - temperaturnu razliku prije i nakon reakcije. Iz početne temperature (T1) odbijte konačnu temperaturu (T2). Najčešće se koristi u hemijskim zadacima, celvinska skala se koristi (i iako će Celsius skala (° C) biti isti rezultat).

U našem primjeru, pretpostavimo da je početna temperatura reakcije bila 185 k, a nakon reakcije postala je 95 K, to znači da se Δt izračunava na sljedeći način:
Δt = T2 - T1 = 95 K - 185 K = -90 K

Slika pod nazivom Izračunajte entalpi hemijsko reakciju Korak 5

pet. Pronađite enthalpiju formulom ΔH = M X S x Δt. Ako je m masa reagensa, s je toplotna sposobnost reakcijskog proizvoda i Δt - promjena temperature, a zatim možete izračunati entalpiju reakcije. Dogovor vrijednosti u formuli ΔH = M X S x Δt i dobiti enthalpy. Rezultat se izračunava u JOULE (J).

U našem primjeru entalpija se izračunava tako:
ΔH = (36 g) × (4,2 jk - 1 g - 1) × (-90 k) =-13608 J

Slika pod nazivom Izračunajte entalpi hemijsko reakciju Korak 6

6. Utvrdite da li se energija tokom reakcije koja se razmatra ili apsorbira. Jedan od najčešćih razloga za koje je potreban ΔH u praksi je saznati da li je reakcija egzotermna (izdanje toplote i smanjenje energetske energije) ili endotermike (apsorpcija toplote iz okruženja i povećanje energije). Ako je vrijednost ΔH pozitivna, to znači da je reakcija endotermična. Ako negativno, znači, reakcija je egzotermična. Što je veća apsolutna vrijednost ΔH, što se više energije oslobađa ili apsorbira. Budite oprezni ako ćete provesti praktično iskustvo: Tijekom reakcija s visokom vrijednošću entalpy-a može se pojaviti puno oslobađanja energije, a ako se brzo nastavlja, može donijeti eksploziju.

U našem primjeru krajnji rezultat bio je jednak -13608 j. Prije značenja enthalpy, negativan znak, što znači da reakcija Egzotermičan. Vrući gasovi (kao par) h₂ i O₂ Mora postojati određena količina topline za formiranje molekule vode, odnosno formiranje h₂O je egzotermičan.

Metoda 2 od 3:

Evaluacija enthalpy-a

jedan. Izračunajte energiju enthalpy procjene. Gotovo sve hemijske reakcije vode do prekida nekih veza i formiranja drugih. Energija kao rezultat reakcije ne događa se nigdje ni nigdje i ne uništava: ovo je energija koja je potrebna za pauzu ili formiranje tih veza. Stoga se promjena entalpi cjelokupne reakcije može biti prilično tačna zbrajanjem energije tih veza.

Na primjer, razmislite o reakciji: h₂ + F₂ → 2HF. U ovom slučaju energija za razbijanje obveznice u h molekuli₂ iznosi 436 kj / mol i energija za jaz f₂ je 158 kJ / mole. Konačno, energija potrebna za formiranje komunikacije u molekuli HF iz H i F = -568 KJ / MOL. Pomnožite zadnju vrijednost za 2, jer tokom reakcije dobivamo 2 MOL HF: 2 × -568 = -1136 kj / mol / mol. Preklopite vrijednosti:
436 + 158 + (-1136) = -542 KJ / MOL.

Slika pod nazivom Izračunajte enthalpije hemijske reakcije Korak 8

2. Koristite enthalpy edukaciju za procjenu entalpy-a. Enthalpy edukacija omogućava vam da izračunate ΔH kroz izračun reaktanata i proizvoda. Ako je poznat entalpi formiranja reakcije i reakcijskih proizvoda, tada možete cijeniti enthalpy u cjelini prema dodatku, kao u slučaju da se prethodno raspravljate gore.

Na primjer, razmotrite sljedeću reakciju: C₂H_petOH + 3O₂ → 2co₂ + 3h₂O. Znamo da se izračunava entrypy Education:
C₂H_petOh → 2c + 3h₂ + 0.5o₂ = 228 kj / mol
2c + 2o₂ → 2co₂ = -394 × 2 = -788 KJ / Mole
3h₂ + jedan.5 O₂ → 3h₂O = -286 × 3 = -858 KJ / Mole
Sada je potrebno formirati vrijednosti formiranih supstanci dobivenih gore, kako bi se utvrdila entalpi reakcije: c₂H_petOH + 3O₂ → 2co₂ + 3h₂O,
228 + -788 + -858 = -1418 KJ / Mole.

Slika pod nazivom Izračunajte entalpi hemijske reakcije Korak 9

3. Ne zaboravite na znakove prije vrijednosti enthalpy-a. Prilikom izračunavanja enthalpy o obrazovne formule za određivanje enthalpisa reakcije proizvoda, prevržete se i znak enthalpy-a treba promijeniti. Drugim riječima, ako okrenete formulu, znak entalpe treba promijeniti u suprotno.

U primjeru imajte na umu da reakcija formacije za proizvod C₂H_petOh snimljeno naprotiv. C₂H_petOh → 2c + 3h₂ + 0.5o₂ To je C₂H_petOh se raspada, ne sintetizirane. Stoga je znak prije entalpi u takvoj reakciji pozitivan, 228 kj / mol, iako entalpi obrazovanja C₂H_petOh je -228 kj / krtica.

Metoda 3 od 3:

Promatranje enthalpy-a tokom eksperimenta

jedan. Uzimajte čistu sposobnost i tamo sipajte vodu. Pogledajte principe entalpije u akciji nisu teški - dovoljno je da izvrši jednostavno iskustvo. Potrebno je da rezultat eksperimenta ne utječe na strane zagađivače, tako da kontejner treba oprati i sterilizirati. Akadeuse za mjerenje entalpiju koriste posebne zatvorene posude - kalorimetri, ali je prilično pogodan za staklenu staklenu ili tikvicu. Ispunite kapacitet vodene vodene vodene vode. Preporučljivo je sprovesti eksperiment u hladnoj sobi.

Za eksperiment je preporučljivo koristiti mali kontejner. Smatrat ćemo enthalpi reakcijskoj vodi iz Alca-Seltzera, pa je manja voda koristi, što je očigledno promjena temperature.

Slika pod nazivom Izračunajte entalpi hemijsko reakciju Korak 11

2. Postavite termometar u posudu. Uzmite termometar i spustite ga u posudu sa vodom tako da granica za čitanje temperature ispod nivoa vode. Uklonite čitanja termometra - bit će to početna temperatura, T1.

Pretpostavimo da je temperatura vode 10 ° C. Ovu vrijednost ćemo koristiti za demonstriranje principa entalpy-a.

Slika pod nazivom Izračunajte enthalpije hemijske reakcije Korak 12

3. Dodajte jednu tabletu "Alka-Zeltzer" na posudu. Spreman za početak iskustva? Baci jednu tabletu "Alka-Seltzer". Odmah počinje mjehurići i šištati. To je zbog reakcije između bikarbonata (HCO₃) i limunska kiselina (H). Kao rezultat toga, voda i ugljični dioksid formiraju formula: 3hco₃ + 3h → 3h₂O + 3CO₂.

Slika pod nazivom Izračunajte enthalpy o hemijskoj reakciji Korak 13

4. Izmjerite konačnu temperaturu. Pogledajte tok reakcije: tablet "Alca-Seltzer" postepeno će se rastvoriti. Kada se potpuno rastvara, ponovo izmeri temperaturu. Voda bi trebala biti malo hladnije. Ako je temperatura vode nasuprot postala viša, to znači da su eksperiment spriječili neki vanjski faktori (na primjer, previše toplom prostori u kojoj je proveden eksperiment).

Pretpostavimo da je temperatura sada 8 ° C.

Slika pod nazivom Izračunajte enthalpy o hemijskoj reakciji korak 14

pet. Izračunajte entalpu reakcije. Kada se tablet "Alka-Seltzer" reagira sa vodom, vodom i ugljičnim dioksidom (vrlo hiper mjehurići) i smanjenje temperature (to je rezultat koji bi se trebao dogoditi ako je iskustvo uspješno prošlo). Može se zaključiti da je ova hemijska reakcija endotermična, odnosno u pratnji apsorpcije energije iz okoliša - u ovom slučaju,. Kao rezultat toga, temperatura vode se smanjuje.

U našem eksperimentu temperatura vode smanjena je za dva stepena. To je u skladu sa teorijom: odziv raspuštanja "Alka-Seltzer" u vodenoj endotermiju i prati malu apsorpciju energije.

Savjeti

U proračunima se koristi celvin skala (k) - ovo je temperaturna vaga, analogna Celzijus skala i često se koristi u hemiji i fizici. Da biste preveli vrijednost stepena Celzijusa u Kelvin, potrebno je dodati ili oduzeti 273 stepena: k = ° C + 273.