Како да ја пронајдете енталпија реакција

За време на хемиските реакции, апсорпцијата или ослободувањето на топлина во околината. Таквата размена на топлина помеѓу хемиската реакција и животната средина се нарекува енталпи, или ж. Сепак, невозможно е директно да се измери енталпијата, затоа е вообичаено да се пресмета промената на температурата на околината (означена δH). Δh покажува дека за време на хемиската реакција, топлината е пуштена на околината (егзотермична реакција) или апсорпција на топлина (ендотермична реакција). Енталпијата се пресметува: Δh = m x s x δt, каде што М е масата на реагенси, S е топлинскиот капацитет на реакциониот производ, δT - промена на температурата како резултат на реакцијата.

Чекори

Метод 1 од 3:

Решавање задачи за енталпи

Еден. Ги одредуваат реагенсите и реакциите. Секоја хемиска реакција има реагенси и реакции производи. Реактивен производ Создаден Како резултат на интеракцијата на реагенсите. Со други зборови, реагенсите се состојки во рецептот, а реакциониот производ е готовина. За да најдете δH реакција, треба да знаете реагенси и реакции производи.

На пример, неопходно е да се најде енталпијата на реакцијата на формирање на вода од водород и кислород: 2ч₂ (водород) + o₂ (кислород) → 2H₂O (вода). Во оваа реакција Час₂ и О₂ - реагенси, и Час₂О - Реакција на производи.

Сликата со наслов Пресметајте ја енталпијата на хемиска реакција чекор 2

2. Ја одредуваат вкупната маса на реагенси. Следно, потребно е да се пресмета масата на реагенси. Ако не можете да ги измерите, потоа пресметајте ја молекуларната тежина за да го најдете вистинскиот. Молекуларна тежина е константа, која може да се најде во периодичната табела на Менделеев или во други табели на молекули и врски. Умножете ја масата на секој реагенс на бројот на молови.

Во нашиот пример, хидроген и кислород реагенси имаат молекуларни тежини 2 g и 32 g, соодветно. Бидејќи ние користиме 2 MONS на водород (коефициентот во хемиската реакција на водородот H₂) и 1 крт кислород (без коефициент пред О₂ означува 1 мол), тогаш вкупната маса на реагенси се пресметува на следниов начин:
2 × (2 g) + 1 × (32 g) = 4 g + 32 g = 36 Г

Сликата со наслов Пресметајте ја енталпијата на хемиска реакција чекор 3

3. Определете го капацитетот на производот. Следно, одредување на топлинскиот капацитет на реакциониот производ. Секоја молекула има одредена количина на топлински капацитет, кој е константен. Најди го ова трајно во масите на хемискиот учебник. Постојат неколку единици за мерење на топлински капацитет - во нашите пресметки ќе го користиме J / G ° C.

Забележете дека во присуство на неколку реакции производи, ќе треба да го пресметате топлинскиот капацитет на секоја, а потоа да ги преклопите за да ја добиете енталпијата на целата реакција.

Во нашиот пример, реакциониот производ е вода кој има топлински капацитет 4.2 J / g ° C.

Сликата со наслов Пресметајте ја енталпијата на чекор на хемиска реакција 4

4. Најдете промена на температурата. Сега ќе најдеме δt - температурна разлика пред и по реакцијата. Од почетната температура (T1), одземете ја конечната температура (T2). Најчесто во хемија задачи, се користи Celvin Scale (K) (иако скалата на Целзиус (° C) ќе биде ист резултат).

Во нашиот пример, да претпоставиме дека првичната реакција беше 185 К, а по реакцијата стана 95 К, тоа значи дека δt се пресметува на следниов начин:
ΔT = T2 - T1 = 95 K - 185 K = -90 К

Сликата со наслов Пресметајте ја енталпијата на хемиска реакција чекор 5

Пет. Најдете ја енталпијата со формулата δH = М X С x δt. Ако m е маса на реагенси, S е топлинскиот капацитет на реакциониот производ и δT - промена на температурата, тогаш можете да ја пресметате енталпијата на реакцијата. Подложни вредности во формулата δH = М X С x δt и добијте енталпи. Резултатот се пресметува во Џули (J).

Во нашиот пример, енталпијата се пресметува така:
ΔH = (36 g) × (4.2 jk - 1 g - 1) × (-90 k) =-13608 J

Сликата со наслов Пресметајте ја енталпијата на чекор на хемиска реакција 6

6. Определете дали енергијата за време на реакцијата што се разгледува е ослободена или апсорбирана. Една од најчестите причини за кои е потребна δH во пракса е да дознае дали реакцијата е егзотермична (ослободување на топлина и намалување на енергетската енергија) или ендотермична (апсорпција на топлина од околината и зголемување на енергиите). Ако вредноста на δH е позитивна, тоа значи дека реакцијата е ендотермична. Ако е негативно, тоа значи, реакцијата е егзотермична. Колку е поголема апсолутната вредност на δH, толку повеќе енергија се ослободува или се апсорбира. Бидете внимателни ако ви се случува да потрошите практично искуство: за време на реакции со висока вредност на енталпијата може да се случи многу енергија ослободување, и ако тоа продолжува брзо, може да донесе на експлозија.

Во нашиот пример, крајниот резултат беше еднаков на -13608 j. Пред значењето на енталпијата, негативен знак, што значи дека реакцијата Егзотермика. Топла гасови (како пар) h₂ и О₂ Мора да постои одредена количина на топлина за да се формира молекула на вода, односно формирањето на H₂O е егзотермика.

Метод 2 од 3:

Евалуација на енталпијата

Еден. Пресметајте ја енергијата на енталпијата. Речиси сите хемиски реакции доведоа до кршење на некои врски и формирање на други. Енергијата како резултат на реакцијата не се појавува никаде и не уништи: ова е енергија што е потребна за паузата или формирањето на овие врски. Затоа, промената во енталпијата на целата реакција може да биде прилично точна со сумирање на енергијата на овие врски.

На пример, размислете за реакцијата: h₂ + Ф₂ → 2HF. Во овој случај, енергијата да се скрши обврзницата во молекулата H₂ е 436 kJ / mol, и енергија за јазот f₂ е 158 kJ / крт. Конечно, енергијата потребна за формирање на комуникација во молекулата на HF од H и F = -568 KJ / MOL. Помножете ја последната вредност за 2, бидејќи за време на реакцијата добиваме 2 Mol HF: 2 × -568 = -1136 kJ / mol. Свиткајте ги вредностите:
436 + 158 + (-1136) = -542 kJ / крт.

Сликата со наслов Пресметајте ја енталпијата на хемиска реакција чекор 8

2. Користете енталска едукација за да ја оцените енталпито. Образованието Enthalpy ви овозможува да пресметате δH преку пресметка на реактанти и производи. Ако е енталпијата за формирање на реакција и реакција производи.

На пример, размислете за следната реакција: в₂Час_ПетOH + 3O₂ → 2CO₂ + 3ч₂О. Знаеме дека е пресметана енталпи образование:
В₂Час_ПетОх → 2C + 3ч₂ + 0.5o₂ = 228 kJ / крт
2C + 2O₂ → 2CO₂ = -394 × 2 = -788 kJ / крт
3ч₂ + Еден.5 О₂ → 3ч₂O = -286 × 3 = -858 kJ / крт
Сега е неопходно да се формираат вредностите на формираните супстанции добиени погоре, за да се утврди енталпијата на реакцијата: в₂Час_ПетOH + 3O₂ → 2CO₂ + 3ч₂О,
228 + -788 + -858 = -1418 kJ / крт.

Сликата со наслов Пресметајте ја енталпијата на чекор на хемиска реакција 9

3. Не заборавајте за знаци пред вредностите на енталпијата. При пресметувањето на енталпијата за формула за образование за да се одреди енталпијата на реакцијата на производот, ќе се преврти, а знакот на енталпи треба да се промени. Со други зборови, ако ја претворите формулата, знакот на енталпи треба да се менува на спротивното.

Во примерот, забележете дека реакцијата на формирање за производот c₂Час_ПетО, снимен напротив. В₂Час_ПетОх → 2C + 3ч₂ + 0.5O₂ Тоа е C₂Час_ПетО, дезинтегрира, не се синтетизира. Затоа, знакот пред енталпијата во таква реакција е позитивен, 228 kJ / mol, иако енталпија за образование в₂Час_ПетО, е -228 kJ / крт.

Метод 3 од 3:

Набљудување на енталпија за време на експериментот

Еден. Земете чист капацитет и истурете вода таму. Погледнете ги принципите на енталпија во акција не е тешко - доволно е да се спроведе едноставно искуство. Неопходно е резултатот од експериментот да не влијае на странските загадувачи, така што контејнерот треба да се измие и стерилизира. Акадоуси за мерење на енталпија Користете специјални затворени контејнери - калориметри, но тоа е сосема погодно за стакло или колба. Пополнете го капацитетот на чиста вода за вода вода вода. Препорачливо е да се спроведе експеримент во ладна соба.

За експериментот, препорачливо е да се користи мал контејнер. Затоа, ќе ја разгледаме енталпијата на реакцијата на водата од Алка-Селцер, затоа помалата вода се користи, толку поопшто постои промена на температурата.

Сликата со наслов Пресметајте ја енталпијата на чекор на хемиска реакција 11

2. Ставете го термометарот во контејнерот. Земете го термометарот и спуштете го во контејнер со вода, така што границата за читање на температурата е под нивото на водата. Отстранете ги читањата на термометарот - тоа ќе биде почетната температура, T1.

Да претпоставиме дека температурата на водата е 10 ° C. Ние ќе ја искористиме оваа вредност за да ги демонстрираме принципите на енталпија.

Сликата со наслов Пресметајте ја енталпијата на чекор на хемиска реакција 12

3. Додадете една таблета "Алка-zeltzer" на контејнерот. Подготвен да започне искуство? Фрли една таблета "Алка-Селцер". Таа веднаш почнува да меур и хис. Ова се должи на реакцијата помеѓу бикарбонат (HCO₃) и лимонска киселина (H). Како резултат на тоа, водата и јаглерод диоксид се формираат со формулата: 3HCO₃ + 3h → 3ч₂О + 3CO₂.

Сликата со наслов Пресметајте ја енталпијата на чекор на хемиска реакција 13

4. Измери ја конечната температура. Погледнете го текот на реакцијата: таблета "Alca-Seltzer" постепено ќе се раствори. Кога се раствора целосно, измерете ја температурата повторно. Водата треба да биде малку постудено. Ако температурата на водата спротивното стана повисока, тоа значи дека експериментот бил спречен од некои надворешни фактори (на пример, премногу топла соба каде што бил спроведен експеримент).

Да претпоставиме дека температурата е сега 8 ° C.

Сликата со наслов Пресметајте ја енталпијата на чекор на хемиска реакција 14

Пет. Пресметајте ја енталпијата на реакцијата. Кога ќе се формираат таблета "Алка-Селцер" со вода, вода и јаглерод диоксид (самите возбуда) и намалување на температурата (ова е резултат што треба да се случи ако искуството е успешно поминато). Може да се заклучи дека оваа хемиска реакција е ендотермична, односно е придружена со апсорпција на енергија од околината - во овој случај,. Како резултат на тоа, температурата на водата се намалува.

Во нашиот експеримент, температурата на водата е намалена за два степени. Ова е во согласност со теоријата: Одговорот на распаѓањето "Алка-Селцер" во ендотермичниот и е придружен со мала апсорпција на енергија.

Совети

Во пресметките, се употребува скалата на Celvin (K) - ова е температурна скала, аналогно целзиусови скала, и често се користи во хемијата и физиката. За да ја преведе вредноста на Целзиусови степени до Келвин, неопходно е да додадете или одземете 273 степени: k = ° C + 273.