Как рассчитать энтальпии реакции

Энтальпия связана с теплом, которое выделяется в результате реакции или требуется для ее протекания. Это связано с прочностью связей в веществе, потому что в этих связях есть потенциальная энергия.

Чтобы понять энтальпию, необходимо сначала понять энергию и термодинамику. Что такое термодинамика? Это количественный изучение передачи и преобразования энергии.

Есть много форм энергии: электрическая энергия, потенциальная и кинетическая энергия, химическая энергия (связь) или тепло. Атомы или молекулы могут иметь электрическую энергию в том смысле, что электроны можно получать или отдавать. Электрическая энергия чрезвычайно важна, потому что поведение электронов определяет, как реагирует атом, молекула или вещество.

В электроэнергия молекул относится к концепции стабильности: что электроны хотят делать. Орбитали хочу должны быть заполнены. Положительные и отрицательные заряды притягиваются друг к другу, чтобы получить минимально возможный уровень энергии. Частицы с одинаковым зарядом будут отталкивать друг с другом. Это помогает предсказать, что будут делать электроны.

При образовании связей между атомами энергия либо высвобождается, либо требуется. Количество энергии, которое требуется для связывания элементов вместе, называется энергия связи.

Передачи и преобразования энергии:

• Столкновения передают кинетическую энергию от движущегося объекта к другому объекту.
• Горячее вещество рядом с более холодным веществом приведет к передаче энергии (тепловой) от одного к другому.
• Потенциальная энергия переходит в кинетическую при падении камня с уступа. Когда камень ударяется о землю, его кинетическая энергия преобразуется в тепловую.
• В реакции горения химическая энергия превращается в тепловую.
• В реакциях, которые изменяют молекулярный состав, энергия либо требуется, либо высвобождается.

В Закон сохранения энергии утверждает, что энергия не создается и не разрушается.

В концепция системы и окружения в замкнутой системе очень важен в термодинамике. Когда вы измеряете изменения температуры, вы измеряете передачу энергии от системы к окружающей среде (или наоборот). Общее количество энергии не меняется, она только передается.

Энтальпия (ЧАС) - термодинамическая функция, описывающая тепловой поток и выражаемая в кДж / моль. Важно отметить, что энтальпия не является строго мерой тепла, но связана с давлением и объемом, как вы можете видеть в приведенной ниже формуле.

В энтальпия образования это разница в энтальпии между соединением и элементами, из которых оно состоит.

H = E + pV

ЧАС = энтальпия, E = энергия, п = давление, V = объем

Первый закон термодинамики утверждает, что энергия системы и ее окружения остается постоянной и представляет собой сумму тепла (q) и работа (ш), которые происходят в этой системе.

ΔE = q + w

Работа - это также поток энергии между системой и ее окружением. Простой способ визуализировать работу как передачу энергии - представить поршни, которые движутся, когда на них действует сила.

Закон Гесса: Когда есть два или более сбалансированных химических уравнения, показывающих стадии реакции, изменение энтальпии для чистое уравнение представляет собой сумму изменения энтальпий для каждого отдельного уравнения.

Это подтверждает тот факт, что энтальпия государственная функция, Это означает, что выбранный путь не влияет на конечный результат с точки зрения измерения энтальпии. Это соответствует закону сохранения энергии, согласно которому энергия не создается и не разрушается.

При переходе веществ между фазами (твердое тело, жидкость, газ) перенос энергии можно описать следующей формулой:

q = nC_мΔТ

q = тепло, п = родинки, C__м = молярная теплоемкость, _Δ__T = изменение температуры

Удельная теплоемкость = количество энергии, необходимое для повышения температуры 1 кг материала на 1 градус Цельсия.

Молярная удельная теплоемкость = количество энергии, необходимое для повышения температуры 1 моля материала на 1 единицу.

Пример 1: Рассчитайте изменение температуры в результате добавления 250 Дж тепловой энергии к 0,50 молям ртути.

Визуализируйте диаграмму системы отопления и окружающей среды, указав направление стрелки. в система.

Используйте формулу: q = nC_мΔT

Поскольку вас просят об изменении температуры, вы меняете формулу:

ΔT = q / nC_м

Найдите молярную теплоемкость ртути: 28,3 Дж / моль К

ΔT = 250 Дж / (п.50 моль) (28,3 Дж / моль K)
ΔT = 17,7 К

Расчет энтальпия образования включает в себя написание сбалансированных химических уравнений и объединение изменений энтальпии на каждом этапе. Вы должны сократить уравнения таким образом, чтобы решить для одного атома атома, указанного в вопросе. Этот процесс хорошо описан в приведенном ниже примере.

Пример 2: Рассчитайте изменение энтальпии на моль оксида углерода для реакции оксида углерода с кислородом с образованием диоксида углерода.

Углерод, сжигаемый при ограниченном количестве кислорода, приведет к образованию окиси углерода (CO), однако при наличии достаточного количества кислорода продуктом будет двуокись углерода (CO₂).

2 C (т) -> + O₂ (г) -> 2 CO (г)

ΔH = -221,0 кДж

2 C (т) + O₂ (г) -> CO₂ (грамм)

ΔH = -393,5 кДж

Переставьте первое уравнение и переставьте ΔH, затем сбалансируйте второе уравнение.

2 CO 9g) -> 2 C (т) + O₂ (грамм)

ΔH = +221,0 кДж

2 C (с) + 2 O₂ (г) -> 2 СО₂ (грамм)

ΔH = (2 моль) (- 393,5 кДж) = -787,0 кДж

Отмените '2 C (s)' и 'O₂'из правой части первого уравнения с эквивалентами в левой части второго уравнения, чтобы получить следующее:

2 CO (г) + O₂ (г) -> 2 СО₂ (грамм)

ΔH = (221,0 кДж) + (-787,0 кДж) = -566,0 кДж

Поскольку уравнение требует 1 моль CO₂, а не 2, разделите все части уравнения на 2, чтобы добиться этого.

CO (г) + 1/2 O2 (г) -> CO2 (г)

ΔH = -566,0 кДж / 2 = -283,0 кДж

Калориметрия это научное измерение теплопередачи от системы к окружающей среде или наоборот. Есть два типа калориметров; один, в котором давление остается постоянным, а другой, где давление может измениться. Если в системе с постоянным давлением происходит изменение объема, значит, произошла работа по расширению. Один сценарий, при котором это может произойти, - это когда химический процесс включает газы.