एन्थैल्पी उस ऊष्मा से संबंधित है जो या तो किसी अभिक्रिया द्वारा दी जाती है या किसी अभिक्रिया के होने के लिए आवश्यक होती है। यह किसी पदार्थ में बंधनों की ताकत से संबंधित है क्योंकि उन बंधनों में संभावित ऊर्जा होती है।
एन्थैल्पी को समझने के लिए पहले ऊर्जा और ऊष्मागतिकी को समझने की आवश्यकता है। ऊष्मप्रवैगिकी क्या है? यह है मात्रात्मक ऊर्जा हस्तांतरण और परिवर्तनों का अध्ययन।
ऊर्जा रूप
ऊर्जा के कई रूप हैं: विद्युत ऊर्जा, संभावित बनाम गतिज ऊर्जा, रासायनिक (बंधन) ऊर्जा या गर्मी। परमाणुओं या अणुओं में विद्युत ऊर्जा इस अर्थ में हो सकती है कि इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त या दान किया जा सकता है। विद्युत ऊर्जा अत्यंत महत्वपूर्ण है क्योंकि इलेक्ट्रॉनों का व्यवहार निर्धारित करता है कि परमाणु, अणु या पदार्थ कैसे प्रतिक्रिया करता है।
विद्युत ऊर्जा अणुओं की स्थिरता की अवधारणा से संबंधित है: इलेक्ट्रॉन क्या करना चाहते हैं। कक्षाओं चाहते हैं भरना है। सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज न्यूनतम संभव ऊर्जा स्तर प्राप्त करने के लिए एक दूसरे को आकर्षित करते हैं। समान आवेश वाले कण होंगे पीछे हटाना एक दूसरे। यह भविष्यवाणी करने में सहायता करता है कि इलेक्ट्रॉन क्या करेंगे।
परमाणुओं के बीच बंधों के निर्माण में, ऊर्जा या तो मुक्त होती है या आवश्यक होती है। तत्वों को एक साथ जोड़ने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा को कहा जाता है बंधन ऊर्जा।
ऊर्जा हस्तांतरण और परिवर्तन:
- टकराव गतिज ऊर्जा को गतिमान वस्तु से दूसरी वस्तु में स्थानांतरित करते हैं।
- एक ठंडे पदार्थ के बगल में एक गर्म पदार्थ के परिणामस्वरूप ऊर्जा (थर्मल) एक से दूसरे में स्थानांतरित हो जाएगी।
- जब चट्टान एक कगार से गिरती है तो स्थितिज ऊर्जा गतिज ऊर्जा में स्थानांतरित हो जाती है। जब चट्टान जमीन से टकराती है, तो उसकी गतिज ऊर्जा तापीय ऊर्जा में बदल जाती है।
- एक दहन प्रतिक्रिया में, रासायनिक ऊर्जा तापीय ऊर्जा में बदल जाती है।
- आणविक श्रृंगार को बदलने वाली प्रतिक्रियाओं में, ऊर्जा की या तो आवश्यकता होती है या जारी की जाती है।
ऊर्जा संरक्षण का नियम कहते हैं कि ऊर्जा न तो बनाई जाती है और न ही नष्ट होती है।
एक संलग्न प्रणाली में एक प्रणाली और परिवेश की अवधारणा ऊष्मप्रवैगिकी में बहुत महत्वपूर्ण है। जब आप तापमान परिवर्तन को मापते हैं, तो यह सिस्टम से आसपास के वातावरण (या इसके विपरीत) में ऊर्जा का स्थानांतरण होता है जिसे आप माप रहे हैं। ऊर्जा की कुल मात्रा नहीं बदलती है, यह केवल स्थानांतरित होती है।
एन्थैल्पी की परिभाषा
तापीय धारिता (एच) थर्मोडायनामिक फ़ंक्शन है जो गर्मी प्रवाह का वर्णन करता है और kJ/mol में व्यक्त किया जाता है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि थैलेपी सख्ती से गर्मी का माप नहीं है बल्कि दबाव और मात्रा से संबंधित है, जैसा कि आप नीचे दिए गए सूत्र में देख सकते हैं।
गठन की थैलीपी एक यौगिक और उन तत्वों के बीच थैलेपी में अंतर है जिनसे यह बना है।
एन्थैल्पी का सूत्र Formula
एच = ई + पीवी
एच = एन्थैल्पी, इ = ऊर्जा, पी = दबाव, वी = मात्रा
ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम बताता है कि एक प्रणाली और उसके आसपास की ऊर्जा स्थिर रहती है और गर्मी का योग है (क्यू) और काम (वू) जो उस प्रणाली में हो रहे हैं।
ई = क्यू + डब्ल्यू
कार्य भी एक प्रणाली और उसके परिवेश के बीच ऊर्जा का प्रवाह है। ऊर्जा हस्तांतरण के रूप में काम की कल्पना करने का एक आसान तरीका पिस्टन की कल्पना करना है जो तब चलता है जब उन पर बल लगाया जाता है।
हेस का नियम: जब प्रतिक्रिया के चरणों को दिखाने के लिए दो या दो से अधिक संतुलित रासायनिक समीकरण होते हैं, तो के लिए थैलेपी में परिवर्तन शुद्ध समीकरण प्रत्येक व्यक्तिगत समीकरण के लिए एन्थैल्पी में परिवर्तन का योग है।
यह इस तथ्य का समर्थन करता है कि एन्थैल्पी एक है राज्य समारोह, जिसका अर्थ है कि लिया गया पथ एन्थैल्पी को मापने के संदर्भ में अंतिम परिणाम को प्रभावित नहीं करता है। यह ऊर्जा के संरक्षण के नियम के अनुरूप है जिसमें ऊर्जा न तो बनाई जाती है और न ही नष्ट होती है।
जब पदार्थ चरणों (ठोस, तरल, गैस) के बीच संक्रमण करते हैं तो ऊर्जा हस्तांतरण को निम्न सूत्र के साथ वर्णित किया जा सकता है:
क्यू = एनसीमΔटी
क्यू = गर्मी, नहीं = तिल, सी_म = दाढ़ ताप क्षमता, _Δ__T = तापमान में परिवर्तन
विशिष्ट ताप क्षमता = 1 किलो सामग्री के तापमान को 1 डिग्री सेल्सियस बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा
मोलर स्पेसिफिक हीट कैपेसिटी = 1 मोल सामग्री के तापमान को 1 यूनिट बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा
प्रतिक्रिया की थैलीपी की गणना
उदाहरण 1: पारा के 0.50 मोल में 250 J ऊष्मीय ऊर्जा जोड़ने के परिणामस्वरूप होने वाले तापमान परिवर्तन की गणना करें।
तीर की दिशा के साथ हीट सिस्टम और परिवेश के आरेख की कल्पना करें जांच प्रणाली।
सूत्र का प्रयोग करें: क्यू = एनसीमटी
चूंकि आपसे तापमान में परिवर्तन के लिए कहा जाता है, आप सूत्र को पुनर्व्यवस्थित करते हैं:
टी = क्यू/एनसीम
पारा की दाढ़ ताप क्षमता को देखें: 28.3 J/mol K
टी = २५० जे/(पी.५० मोल)(२८.३ जे/मोल के)
टी = १७.७ के
गठन की एन्थैल्पी
गणना कर रहा है गठन की थैलीपी संतुलित रासायनिक समीकरण लिखना और प्रत्येक चरण की एन्थैल्पी में परिवर्तन को जोड़ना शामिल है। आपको समीकरणों को इस तरह से कम करना चाहिए कि आप प्रश्न में निर्दिष्ट परमाणु के एकल परमाणु के लिए हल करें। प्रक्रिया को नीचे दिए गए उदाहरण में अच्छी तरह से परिभाषित किया गया है।
गठन की एन्थैल्पी की गणना
उदाहरण 2: कार्बन डाइऑक्साइड देने के लिए ऑक्सीजन के साथ कार्बन मोनोऑक्साइड की प्रतिक्रिया के लिए कार्बन मोनोऑक्साइड के प्रति मोल एन्थैल्पी परिवर्तन की गणना करें।
सीमित ऑक्सीजन के साथ जलाए गए कार्बन के परिणामस्वरूप कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) होगा, हालाँकि, जब पर्याप्त ऑक्सीजन होगी, तो उत्पाद कार्बन डाइऑक्साइड (CO) होगा।2).
2 सी (एस) -> + ओ2 (जी) -> 2 सीओ (जी)
Δएच = -221.0 केजे
2 सी (एस) + ओ2 (जी) -> सीओ2 (छ)
एच = -393.5 केजे
पहले समीकरण को पुनर्व्यवस्थित करें और ΔH को उलट दें, फिर दूसरे समीकरण को संतुलित करें।
2 सीओ 9जी) -> 2 सी (एस) + ओ2 (छ)
एच = +221.0 केजे
2 सी (एस) + 2 ओ2 (जी) -> 2 सीओ2 (छ)
H = (2 mol)(-393.5 kJ) = -787.0 kJ
'2 सी (एस)' और 'ओ' रद्द करें2' निम्नलिखित प्राप्त करने के लिए दूसरे समीकरण के बाईं ओर समकक्षों के साथ पहले समीकरण के दाईं ओर से:
2 सीओ (जी) + ओ2 (जी) -> 2 सीओ2 (छ)
H = (221.0 kJ) + (-787.0 kJ) = -566.0 kJ
चूँकि समीकरण CO. का 1 मोल माँगता है2, 2 नहीं, इसे प्राप्त करने के लिए समीकरण के सभी भागों को 2 से विभाजित करें।
सीओ (जी) + 1/2 ओ 2 (जी) -> सीओ 2 (जी)
ΔH = -566.0 kJ/2 = -283.0 kJ
एन्थैल्पी मापने के तरीके
उष्मामिति एक प्रणाली से परिवेश में या इसके विपरीत गर्मी हस्तांतरण का वैज्ञानिक माप है। कैलोरीमीटर दो प्रकार के होते हैं; एक जिसमें दबाव स्थिर रहता है और दूसरा जहां दबाव बदल सकता है। निरंतर दबाव वाले सिस्टम में, यदि वॉल्यूम परिवर्तन होता है, तो विस्तार कार्य हुआ है। एक परिदृश्य जहां ऐसा हो सकता है, जब एक रासायनिक प्रक्रिया में गैसें शामिल होती हैं।