반응 엔탈피를 계산하는 방법

엔탈피는 반응에 의해 발산되거나 반응이 일어나기 위해 필요한 열과 관련이 있습니다. 결합에는 위치 에너지가 있기 때문에 물질의 결합 강도와 관련이 있습니다.

엔탈피를 이해하려면 먼저 에너지와 열역학을 이해해야합니다. 열역학이란 무엇입니까? 그건 정량적 에너지 전달 및 변형 연구.

에너지에는 전기 에너지, 전위 대 운동 에너지, 화학 (결합) 에너지 또는 열과 같은 다양한 형태가 있습니다. 원 자나 분자는 전자를 얻거나 기증 할 수 있다는 의미에서 전기 에너지를 가질 수 있습니다. 전자의 행동이 원자, 분자 또는 물질이 반응하는 방식을 결정하기 때문에 전기 에너지는 매우 중요합니다.

그만큼 전기 에너지 분자의 수는 안정성의 개념과 관련이 있습니다. 전자가 원하는 것. 궤도 필요 채워질. 양전하와 음전하가 서로 끌어 당겨 가능한 가장 낮은 에너지 수준을 얻습니다. 동일한 전하를 가진 입자는 격퇴하다 서로. 이것은 전자가 할 일을 예측하는 데 도움이됩니다.

원자 사이의 결합 형성에서 에너지가 방출되거나 필요합니다. 요소를 함께 결합하는 데 필요한 에너지의 양은 결합 에너지.

에너지 전달 및 변환 :

• 충돌은 움직이는 물체에서 다른 물체로 운동 에너지를 전달합니다.
• 더 차가운 물질 옆에 뜨거운 물질이 있으면 에너지 (열)가 한 곳에서 다른 곳으로 전달됩니다.
• 암석이 선반에서 떨어지면 잠재적 에너지가 운동 에너지로 전달됩니다. 암석이 땅에 닿으면 운동 에너지가 열 에너지로 변환됩니다.
• 연소 반응에서 화학 에너지는 열 에너지로 변환됩니다.
• 분자 구성을 바꾸는 반응에서는 에너지가 필요하거나 방출됩니다.

그만큼 에너지 보존 법칙 에너지는 생성되거나 파괴되지 않는다고 말합니다.

그만큼 밀폐 된 시스템에서 시스템 및 주변 환경의 개념 열역학에서 매우 중요합니다. 온도 변화를 측정 할 때 측정하는 것은 시스템에서 주변으로 (또는 그 반대로) 에너지가 전달되는 것입니다. 총 에너지 량은 변하지 않고 전달 될뿐입니다.

엔탈피 (H)는 열 흐름을 설명하는 열역학적 함수이며 kJ / mol로 표시됩니다. 아래 공식에서 볼 수 있듯이 엔탈피는 엄밀히 말하면 열을 측정하는 것이 아니라 압력 및 부피와 관련이 있습니다.

그만큼 형성 엔탈피 화합물과 구성 요소 사이의 엔탈피 차이입니다.

H = E + pV

H = 엔탈피, 이자형 = 에너지, 피 = 압력, V = 볼륨

열역학 제 1 법칙 시스템의 에너지와 주변 환경이 일정하게 유지되고 열의 합 (큐) 및 작업 (w) 그 시스템에서 일어나고 있습니다.

ΔE = q + w

작업은 또한 시스템과 주변 환경 사이의 에너지 흐름입니다. 작업을 에너지 전달로 시각화하는 쉬운 방법은 힘이 가해질 때 움직이는 피스톤을 상상하는 것입니다.

헤스의 법칙 : 반응의 단계를 표시하기 위해 두 개 이상의 균형 잡힌 화학 방정식이있을 때, 에 대한 엔탈피의 변화 순 방정식 각 개별 방정식에 대한 엔탈피 변화의 합계입니다.

이것은 엔탈피가 상태 기능, 이는 취한 경로가 엔탈피 측정 측면에서 최종 결과에 영향을 미치지 않음을 의미합니다. 이것은 에너지가 생성되거나 파괴되지 않는 에너지 보존 법칙과 일치합니다.

물질이 상 (고체, 액체, 기체)간에 전환 될 때 에너지 전달은 다음 공식으로 설명 할 수 있습니다.

q = nC_미디엄Δ티

큐 = 열, 엔 = 두더지, C__미디엄 = 몰 열용량, _Δ__T = 온도 변화

비열 용량 = 재료 1kg의 온도를 섭씨 1도 올리는 데 필요한 에너지 량

몰 비열 용량 = 재료 1 몰의 온도를 1 단위 상승시키는 데 필요한 에너지의 양

예 1 : 0.50 몰의 수은에 250J의 열 에너지를 추가하여 발생하는 온도 변화를 계산합니다.

화살표 방향으로 열 시스템 및 주변의 다이어그램을 시각화합니다. 으로 시스템.

공식을 사용하십시오. q = nC_미디엄ΔT

온도 변화를 요청 받았으므로 공식을 다시 정렬합니다.

ΔT = q / nC_미디엄

수은의 몰 열용량을 찾으십시오: 28.3 J / mol K

ΔT = 250 J / (p.50 mol) (28.3 J / mol K)
ΔT = 17.7K

계산 형성 엔탈피 균형 잡힌 화학 방정식을 작성하고 각 단계의 엔탈피 변화를 결합합니다. 질문에 지정된 원자의 단일 원자를 구하는 방식으로 방정식을 줄여야합니다. 프로세스는 아래 예제에 잘 정의되어 있습니다.

예 2 : 일산화탄소와 산소의 반응에 대한 일산화탄소의 몰당 엔탈피 변화를 계산하여 이산화탄소를 생성합니다.

제한된 산소로 연소 된 탄소는 일산화탄소 (CO)를 생성하지만 산소가 충분하면 제품은 이산화탄소 (CO)가됩니다.₂).

2 C (초)-> + O₂ (g)-> 2 CO (g)

ΔH = -221.0 kJ

2 C (초) + O₂ (g)-> CO₂ (지)

ΔH = -393.5 kJ

첫 번째 방정식을 다시 정렬하고 ΔH를 반대로 한 다음 두 번째 방정식의 균형을 맞 춥니 다.

2 CO 9g)-> 2 C (초) + O₂ (지)

ΔH = +221.0 kJ

2C (초) + 2O₂ (g)-> 2 CO₂ (지)

ΔH = (2 mol) (-393.5 kJ) = -787.0 kJ

'2 C (s)'와 'O₂'첫 번째 방정식의 오른쪽에서 두 번째 방정식의 왼쪽에 등가물을 사용하여 다음을 달성합니다.

2 CO (g) + O₂ (g)-> 2 CO₂ (지)

ΔH = (221.0 kJ) + (-787.0 kJ) = -566.0 kJ

방정식은 1 몰의 CO를 요구하기 때문에₂2가 아니라 방정식의 모든 부분을 2로 나누어이를 달성합니다.

CO (g) + 1/2 O2 (g)-> CO2 (g)

ΔH = -566.0 kJ / 2 = -283.0 kJ

열량 측정 시스템에서 주변으로 또는 그 반대로 열 전달을 과학적으로 측정 한 것입니다. 열량계에는 두 가지 유형이 있습니다. 하나는 압력이 일정하게 유지되고 다른 하나는 압력이 변할 수 있습니다. 일정한 압력을 가진 시스템에서 부피 변화가 있으면 팽창 작업이 발생합니다. 이것이 발생할 수있는 한 가지 시나리오는 화학 공정에 가스가 포함되는 경우입니다.