Jak znaleźć entalpy Reakcję -

Podczas reakcji chemicznych, absorpcji lub uwalniania ciepła do środowiska. Taka wymiana ciepła między reakcją chemiczną a środowiskiem nazywana jest entalpą lub h. Jednakże niemożliwe jest jednak mierzenie entalpii, dlatego jest zwyczajowo obliczyć zmianę temperatury otoczenia (oznaczony ΔH). ΔH pokazuje, że podczas reakcji chemicznej ciepło jest uwalniane do środowiska (reakcja egzotermiczna) lub absorpcji ciepła (reakcja endotermiczna). Entalpia jest obliczana: ΔH = m x s x Δt, gdzie m jest masa odczynników, jest pojemność cieplna produktu reakcji, Δt - zmiana temperatury w wyniku reakcji.

Kroki

Metoda 1 z 3:

Rozwiązywanie zadań dla entalpy

jeden. Określ odczynniki i produkty reakcyjne. Każda reakcja chemiczna ma odczynniki i produkty reakcyjne. Produkt reakcji Utworzony W wyniku interakcji odczynników. Innymi słowy, odczynniki są składnikami w przepisie, a produkt reakcji jest gotowym daniem. Aby znaleźć reakcję ΔH, musisz znać odczynniki i produkty reakcyjne.

Na przykład konieczne jest znalezienie entalpy reakcji tworzenia wody z wodoru i tlenu: 2h₂ (wodór) + o₂ (tlen) → 2h₂O (woda). W tej reakcji H₂ i O₂ - odczynniki i H₂O - Reakcja produktu.

Obraz zatytułowany oblicz entalpia reakcji chemicznej Krok 2

2. Określ całkowitą masę odczynników. Następnie konieczne jest obliczenie masy odczynników. Jeśli nie możesz ich ważyć, a następnie obliczyć masę cząsteczkową, aby znaleźć rzeczywiste. Masa cząsteczkowa jest stała, która można znaleźć w układzie okresowym MendeleeV lub w innych tabelach cząsteczek i połączeń. Pomnóż masę każdego odczynnika do liczby moli.

W naszym przykładzie, odczynniki wodoru i tlenu mają masy cząsteczkowe odpowiednio 2 g i 32 g. Ponieważ stosujemy 2 jęki wodoru (współczynnik w reakcji chemicznej na wodór H₂) i 1 molowy tlen (bez współczynnika przed O₂ Oznacza 1 mol), a następnie całkowita masa odczynników jest obliczana w następujący sposób:
2 × (2 g) + 1 × (32 g) = 4 g + 32 g = 36 G

Obraz zatytułowany oblicz entalpia reakcji chemicznej Krok 3

3. Określ pojemność cieplnej produktu. Następnie określ wydajność ciepła produktu reakcji. Każda cząsteczka ma pewną ilość pojemności ciepła, która jest stała. Znajdź to stałe w tabelach podręcznika chemii. Istnieje kilka jednostek pomiaru pojemności cieplnej - w naszych obliczeniach użyjemy J / G ° C.

Należy pamiętać, że w obecności kilku produktów reakcji trzeba będzie obliczyć pojemność cieplną każdego, a następnie złożyć je, aby uzyskać entalpę całej reakcji.

W naszym przykładzie produkt reakcji jest wodą, która ma pojemność cieplną 4.2 j / g ° C.

Obraz zatytułowany Oblicz entalpek reakcji chemicznej Krok 4

cztery. Znajdź zmianę temperatury. Teraz znajdziemy Δt - różnica temperatur przed i po reakcji. Z początkowej temperatury (T1) odliczają końcową temperaturę (T2). Najczęściej w zadaniach chemii, stosowana jest skala Celvin (K) (chociaż skala Celsjusza (° C) będzie taki sam).

W naszym przykładzie załóżmy, że początkowa temperatura reakcji wynosiła 185 K, a po reakcji stała się 95 K, oznacza to, że Δt jest obliczany w następujący sposób:
ΔT = T2 - T1 = 95 K - 185 K = -90 K

Obraz zatytułowany Oblicz entalpia reakcji chemicznej Krok 5

pięć. Znajdź entalpia o formule ΔH = M X S x Δt. Jeśli M jest masą odczynników, S jest pojemnością ciepła produktu reakcji i ΔT - zmiana temperatury, a następnie obliczyć entalpę reakcji. Wartości w formule ΔH = M X S x ΔT i entalpia. Wynik oblicza się w Dżule (j).

W naszym przykładzie, entalpia jest obliczana tak:
ΔH = (36 g) × (4,2 jk - 1 g - 1) × (-90 K) =-13608 J

Obraz zatytułowany oblicz entalpia reakcji chemicznej Krok 6

6. Określ, czy energia podczas rozważania reakcji jest zwolniona lub wchłaniana. Jedną z najczęstszych powodów, dla których jest wymagany w praktyce, jest dowiedzenie, czy reakcja jest egzotermiczna (uwalnianie ciepła i zmniejszenie energii energetycznej) lub endotermiczne (absorpcja ciepła ze środowiska i wzrost energii). Jeśli wartość ΔH jest dodatnia, oznacza to, że reakcja jest endotermiczna. Jeśli ujemny oznacza to, reakcja jest egzotermiczna. Im większa wartość bezwzględna ΔH, tym więcej energii jest zwolniona lub wchłaniana. Bądź ostrożny, jeśli zamierzasz wydać praktyczne doświadczenie: podczas reakcji z wysoką wartością entalpii może wystąpić dużo uwalniania energii, a jeśli przebiega szybko, może doprowadzić do eksplozji.

W naszym przykładzie wynik końcowy był równy -13608 j. Przed znaczeniem entalpii, znak negatywny, co oznacza, że reakcja Egzotermiczny. Gorące gazy (jako para) h₂ i O₂ Musi istnieć pewna ilość ciepła, aby utworzyć cząsteczkę wody, to znaczy tworzenie H₂O jest egzotermiczny.

Metoda 2 z 3:

Ocena entalpy

jeden. Oblicz energię ocenę entalpii. Prawie wszystkie reakcje chemiczne prowadzą do łamania niektórych połączeń i tworzenia innych. Energia w wyniku reakcji nie występuje nigdzie i nie niszczy: jest to energia, która jest wymagana do przerwy lub tworzenia tych więzi. Dlatego zmiana entalpii całej reakcji może być dość dokładna, podsumowując energię tych więzi.

Na przykład rozważ reakcję: h₂ + FA₂ → 2HF. W takim przypadku energia przełamać wiązanie w cząsteczce H₂ wynosi 436 kJ / mol i energia do luki F₂ wynosi 158 kj / mol. Wreszcie energia wymagana do tworzenia komunikacji w cząsteczce HF z H i F = -568 KJ / MOL. Pomnóż ostatnią wartość o 2, ponieważ podczas reakcji otrzymujemy 2 mol HF: 2 × -568 = -1136 kJ / mol. Złóż wartości:
436 + 158 + (-1136) = -542 KJ / Mol.

Obraz zatytułowany oblicz entalpia reakcji chemicznej Krok 8

2. Użyj Entualpy Education do oceny entalpii. Entualpka edukacyjna pozwala obliczyć ΔH poprzez obliczenie reagentów i produktów. Jeśli znana jest entalpia tworzenia reakcji i produktów reakcji, możesz docenić entalpia jako całość, jak w przypadku energii omówionej powyżej.

Na przykład rozważ następującą reakcję: C₂H_pięćOh + 3o₂ → 2CO₂ + 3h₂O. Wiemy, że obliczana jest edukacja entalpy:
DO₂H_pięćOH → 2C + 3H₂ + 0.5o₂ = 228 kJ / mol
2c + 2o₂ → 2CO₂ = -394 × 2 = -788 KJ / MOLE
3h₂ + jeden.5 O₂ → 3H₂O = -286 × 3 = -858 KJ / MOLE
Teraz konieczne jest utworzenie wartości utworzonych substancji uzyskanych powyżej, w celu określenia entalpii reakcji: c₂H_pięćOh + 3o₂ → 2CO₂ + 3h₂O,
228 +788 + -858 = -1418 KJ / Mol.

Obraz zatytułowany oblicz entalpia reakcji chemicznej Krok 9

3. Nie zapomnij o znakach przed wartościami entalpii. Przy obliczaniu entalpy formuły edukacyjnej w celu określenia entalpy reakcji produktu, odwrócisz się, a znak entalpii powinien się zmienić. Innymi słowy, jeśli obracasz formułę, znak entalpii powinien zostać zmieniony na odwrót.

W przykładzie należy pamiętać, że reakcja tworzenia produktu C₂H_pięćOch nagrany przeciwnie. DO₂H_pięćOH → 2C + 3H₂ + 0.5o₂ To jest C₂H_pięćOH rozpada się, nie zsyntetyzowane. Dlatego znak przed entalpą w takiej reakcji jest dodatni, 228 kJ / mol, choć entalpia edukacji C₂H_pięćOch ma -228 kj / mola.

Metoda 3 z 3:

Obserwacja entalpii podczas eksperymentu

jeden. Wziąć czystą pojemność i wlać tam wodę. Zobacz zasady entalpii w akcji nie jest trudne - wystarczy przeprowadzić proste doświadczenie. Konieczne jest, aby wynik eksperymentu nie wpływa na obcych zanieczyszczeń, dzięki czemu pojemnik musi być myty i sterylizowany. Actadeuses do pomiaru entalpy wykorzystują specjalne zamknięte pojemniki - kalorymetry, ale jest odpowiedni dla szklanego szkła lub kolby. Wypełnij pojemność czystej wody wody wody. Wskazane jest prowadzenie eksperymentu w chłodnym pokoju.

W przypadku eksperymentu wskazane jest użycie małego kontenera. Rozważymy entalpę reakcji wody z Alca-Seltzera zatem, tym mniejsza woda jest używana, tym bardziej widocznie jest zmiana temperatury.

Obraz zatytułowany Oblicz entalpę reakcji chemicznej Krok 11

2. Umieść termometr do pojemnika. Weź termometr i obniż go do pojemnika wodą, aby granica odczytu temperatury była poniżej poziomu wody. Usuń odczyty termometru - będzie to temperatura początkowa, T1.

Załóżmy, że temperatura wody wynosi 10 ° C. Wykorzystamy tę wartość, aby zademonstrować zasady entalpy.

Obraz zatytułowany Oblicz entalpia reakcji chemicznej Krok 12

3. Dodaj jedną tabletkę "Alka-Zeltzer" do kontenera. Gotowy do rozpoczęcia doświadczenia? Rzuć jedną tabletkę "alka-seltzer". Natychmiast zaczyna się bańkować i syczeć. Wynika to z reakcji między wodorowęglanem (HCO₃) i kwas cytrynowy (H). W wyniku wyniku, wodę i dwutlenek węgla są formowane wzorem: 3HCO₃ + 3H → 3H₂O + 3CO₂.

Obraz zatytułowany Oblicz entalpia reakcji chemicznej Krok 13

cztery. Zmierzyć skończoną temperaturę. Obserwuj przebieg reakcji: Tablet "Alca-Seltzer" stopniowo się rozpuści. Gdy całkowicie rozpuszcza się, zmierzyć temperaturę ponownie. Woda powinna być trochę zimniejsza. Jeśli temperatura wody odwrócona stała się wyższa, oznacza to, że eksperyment został uniemożliwiony przez niektóre czynniki zewnętrzne (na przykład, zbyt ciepły pokój, w którym przeprowadzono eksperyment).

Załóżmy, że temperatura wynosi teraz 8 ° C.

Obraz zatytułowany oblicz entalpia reakcji chemicznej Krok 14

pięć. Oblicz entalpę reakcji. Gdy tabletka "Alka-Seltzer" reaguje z wodą, wodą i dwutlenkiem węgla powstaje (bardzo hype pęcherzyki) i spadek temperatury (jest to wynik, który powinien się zdarzyć, jeśli doświadczenie pomyślnie przekazało). Można stwierdzić, że ta reakcja chemiczna jest endotermiczna, czyli towarzyszy absorpcję energii ze środowiska - w tym przypadku,. W rezultacie temperatura wody zmniejsza się.

W naszym eksperymencie temperatura wody zmniejszyła się o dwa stopnie. Jest to zgodne z teorią: reakcja rozpuszczania "Alka-Seltzer" w endotermicznym wodzie i towarzyszy mała absorpcja energii.

Rada

W obliczeniach stosuje się skala Celvin (K) - jest to skala temperatury, analogiczna skala Celsjusza i często stosowana w chemii i fizyce. Aby przetłumaczyć wartość stopni Celsjusza do Kelvina, konieczne jest dodanie lub odejmowanie 273 stopni: K = ° C + 273.