Ako nájsť Enthalpy Reakcia -

Počas chemických reakcií, absorpcie alebo uvoľňovania tepla do životného prostredia. Takáto výmena tepla medzi chemickou reakciou a životným prostredím sa nazýva entalpia alebo H. Avšak nie je možné merať entalpiu priamo, preto je zvyčajné vypočítať zmenu teploty okolia (označená ΔH). ΔH ukazuje, že počas chemickej reakcie sa teplo uvoľňuje do životného prostredia (exotermická reakcia) alebo absorpcia tepla (endotermická reakcia). Vypočíta sa entalpia: ΔH = m x s x Δt, kde m je hmotnosť činidiel, S je tepelná kapacita reakčného produktu, Δt - zmena teploty v dôsledku reakcie.

Kroky

Metóda 1 z 3:

Riešenie úloh pre Enthalpy

jeden. Určite reagencie a reakčné produkty. Akákoľvek chemická reakcia má reagencie a reakčné produkty. Reakčný produkt Vytvorený V dôsledku interakcie činidiel. Inými slovami, reagencie sú zložky v recepte, a reakčný produkt je pripravená miska. Ak chcete nájsť reakciu AH, potrebujete poznať reagencie a reakčné produkty.

Napríklad je potrebné nájsť entalpiu zvodnej reakcie vody z vodíka a kyslíka: 2h₂ (vodík) + o₂ (kyslík) → 2h₂O (voda). V tejto reakcii H₂ a O₂ - reagencie a H₂O - Reakcia produktu.

Obrázok s názvom Vypočítajte entalpiu chemickej reakcie Krok 2

2. Určite celkovú hmotnosť činidiel. Ďalej je potrebné vypočítať hmotnosť činidiel. Ak ich nemôžete vážiť, potom vypočítajte molekulovú hmotnosť, ktorú chcete nájsť skutočné. Molekulová hmotnosť je konštantná, ktorá sa nachádza v periodickej tabuľke MendeleEV alebo v iných tabuľkách molekúl a pripojení. Vynásobte hmotnosť každého činidla k počtu mólov.

V našom príklade majú vodíkové a kyslíkové reagencie molekulové hmotnosti 2 g a 32 g, resp. Vzhľadom k tomu, že používame 2 stony vodíka (koeficient v chemickej reakcii na vodík H₂) a 1 molárny kyslík (žiadny koeficient pred o₂ označuje 1 mol), potom sa celková hmotnosť činidiel vypočíta takto: t
2 x (2 g) + 1 x (32 g) = 4 g + 32 g = 36 g

Obrázok s názvom Vypočítajte entalpiu chemickej reakcie Krok 3

3. Určite tepelnú kapacitu výrobku. Ďalej určte tepelnú kapacitu reakčného produktu. Každá molekula má určité množstvo tepelnej kapacity, ktorá je konštantná. Nájdite tento trvalý v tabuľkách učebnice chémie. Existuje niekoľko jednotiek meracej kapacity tepla - v našich výpočtoch budeme používať J / G ° C.

Všimnite si, že v prítomnosti niekoľkých reakčných produktov budete potrebovať vypočítať tepelnú kapacitu každého a potom ich zložte, aby ste získali entalpiu celej reakcie.

V našom príklade je reakčným produktom vodu, ktorá má tepelnú kapacitu 4.2 J / G ° C.

Obrázok s názvom Vypočítajte entalpiu chemickej reakcie Krok 4

4. Nájdite zmenu teploty. Teraz nájdeme Δt - teplotný rozdiel pred a po reakcii. Z počiatočnej teploty (T1) odpočítava konečnú teplotu (T2). Najčastejšie sa v úlohách chémie, sa používa CELVIN Stupnica (K) (Hoci Celzia stupnica (° C) bude rovnaký výsledok).

V našom príklade predpokladajme, že počiatočná reakčná teplota bola 185 K, a po reakcii sa stala 95 K, znamená to, že Δt sa vypočíta takto:
Δt = t2 - t1 = 95 K - 185 K = -90 K

Obrázok s názvom Vypočítajte entalpiu chemickej reakcie Krok 5

päť. Nájdite entalpiu podľa vzorca ΔH = M X S x Δt. Ak m je hmotnosť činidiel, S je tepelná kapacita reakčného produktu a Δt - zmena teploty, potom môžete vypočítať entalpiu reakcie. Podplatené hodnoty vo vzorci ΔH = M X S x Δt a dostať entalpy. Výsledok sa vypočíta v joules (j).

V našom príklade sa vypočíta Enthalpy:
ΔH = (36 g) × (4.2 JK - 1 g - 1) × (-90 k) =-13608 J

Obrázok s názvom Vypočítajte entalpiu chemickej reakcie Krok 6

6. Určite, či sa energia počas posudzovaného reakcie uvoľní alebo absorbuje. Jedným z najčastejších dôvodov, pre ktoré sa v praxi vyžaduje ΔH, je zistiť, či je reakcia exotermická (vydanie tepla a redukcia energetickej energie) alebo endotermické (absorpcia tepla z životného prostredia a zvýšenie energie). Ak je hodnota ΔH pozitívna, znamená to, že reakcia je endotermická. Ak negatívne, to znamená, že reakcia je exotermická. Čím väčšia je absolútna hodnota ΔH, tým viac energie je uvoľnená alebo absorbovaná. Buďte opatrní, ak budete tráviť praktické skúsenosti: Počas reakcií s vysokou hodnotou entalpy sa môže vyskytnúť veľa energie, a ak to rýchlo vychádza, môže priniesť explóziu.

V našom príklade bol konečný výsledok rovný -13608 J. Pred významom entalpie, negatívne označenie, čo znamená, že reakcia Exotermický. Horúce plyny (ako pár) h₂ a O₂ Musí existovať určité množstvo tepla za vzniku molekuly vody, to znamená, že tvorba H₂O Exotermic.

Metóda 2 z 3:

Hodnotenie entalpy

jeden. Vypočítajte energiu hodnotenia entalpy. Takmer všetky chemické reakcie vedú k lámaniu niektorých spojení a tvorby druhých. Energia V dôsledku reakcie sa neuskutočňuje nikde a nezničí: to je energia, ktorá je potrebná na prestávku alebo tvorbu týchto väzieb. Zmena entalpie celej reakcie preto môže byť celkom presná zhrnutím energie týchto väzieb.

Napríklad zvážte reakciu: H₂ + F₂ → 2HF. V tomto prípade energia rozbiť väzbu v molekule H₂ je 436 kJ / mol a energia pre medzeru f₂ je 158 kJ / mol. Nakoniec, energia potrebná na vytvorenie komunikácie v molekule HF z H a F = -568 KJ / MOL. Vynásobte poslednú hodnotu o 2, pretože počas reakcie dostaneme 2 mol HF: 2 x -568 = -1136 KJ / MOL. Preložte hodnoty:
436 + 158 + (-1136) = -542 KJ / MOL.

Obrázok s názvom Vypočítajte entalpiu chemickej reakcie Krok 8

2. Použite Enthalpy Education na hodnotenie entalpy. Vzdelávanie Enthalpy vám umožňuje vypočítať ΔH prostredníctvom výpočtu reaktantov a produktov. Ak je známa entalpia tvorby reakcie a reakčných produktov, potom môžete oceniť entalpiu ako celok pridaním, ako v prípade vyššie uvedenej energie.

Zvážte napríklad nasledujúcu reakciu: C₂H_päťOH + 3O₂ → 2CO₂ + 3h₂O. Vieme, že sa vypočíta Enthalpy Education:
C₂H_päťOH → 2C + 3H₂ + 0.5o₂ = 228 kJ / mol
2c + 2O₂ → 2CO₂ = -394 × 2 = -788 KJ / mol
3h₂ + jeden.5 O₂ → 3h₂O = -286 × 3 = -858 KJ / mol
Teraz je potrebné vytvoriť hodnoty vytvorených látok získaných vyššie, na určenie entalpie reakcie: c₂H_päťOH + 3O₂ → 2CO₂ + 3h₂O,
228 + -788 + -858 = -1418 KJ / Mole.

Obrázok s názvom Vypočítajte entalpiu chemickej reakcie Krok 9

3. Nezabudnite na príznaky pred hodnotou entalpy. Pri výpočte entalpie vzdelávacieho vzorca na určenie entalpie produktu reakcie sa obrátite a znamenie entalpie by sa malo zmeniť. Inými slovami, ak obrátite vzorec, znamenie entalpy by sa mal zmeniť na opak.

V tomto príklade si uvedomte, že tvorba reakcie pre produkt C₂H_päťOH zaznamenané naopak. C₂H_päťOH → 2C + 3H₂ + 0.5o₂ To je C₂H_päťOh sa nerozpadá, nie sú syntetizované. Preto je znak pred entalpou v takejto reakcii pozitívny, 228 kJ / mol, hoci entalpia vzdelávania c₂H_päťOH je -228 KJ / Mole.

Metóda 3 z 3:

Pozorovanie entalpy počas experimentu

jeden. Urobte tam čistú kapacitu a nalejte tam vodu. Pozrite si zásady entalpy v akcii nie je ťažké - stačí vykonávať jednoduché skúsenosti. Je potrebné, aby výsledok experimentu neovplyvnil cudzích znečisťujúcich látok, takže nádoba je potrebné umyť a sterilizovať. Acádeus pre meranie entalpie Použite špeciálne uzavreté nádoby - kalorimetre, ale je celkom vhodné pre sklo alebo banku. Naplňte kapacitu čistej vody teploty vody vody. Odporúča sa vykonať experiment v chladnej miestnosti.

Pre experiment je vhodné použiť malý kontajner. Budeme zvážiť entalpiu reakcie vody z Alca-Seltzer, preto sa použije menšia voda, čím je zjavnejšia zmena teploty.

Obrázok s názvom Vypočítajte entalpiu chemickej reakcie Krok 11

2. Umiestnite teplomer do nádoby. Vezmite teplomer a spustite ho do nádoby s vodou, takže hraničná hranica na čítanie je pod hladinou vody. Odstráňte čítanie teplomeru - to bude počiatočná teplota, T1.

Predpokladajme, že teplota vody je 10 ° C. Túto hodnotu použijeme na preukázanie princípov entalpy.

Obrázok s názvom Vypočítajte entalpiu chemickej reakcie Krok 12

3. Pridajte jednu tabletu "alka-Zeltzer" do kontajnera. Pripravený začať skúsenosti? Hodiť jednu tabletu "alka-seltzer". Okamžite začne bublinu a syčať. Je to spôsobené reakciou medzi bikarbonátom (HCO₃) a kyselina citrónová kyselina (H). V dôsledku toho sú voda a oxid uhličitý tvorený vzorcom: 3HCO₃ + 3h → 3H₂O + 3CO₂.

Obrázok s názvom Vypočítajte entalpiu chemickej reakcie Krok 13

4. Zmerajte konečnú teplotu. Sledujte priebeh reakcie: Tablet "Alca-Seltzer" sa postupne rozpustí. Keď sa úplne rozpúšťa, znova zmerajte teplotu. Voda by mala byť trochu chladnejšia. Ak sa teplota vody oproti vyšším, to znamená, že experiment bol zabránený niektorými vonkajšími faktormi (napríklad príliš teplou miestnosťou, kde sa uskutočnil experiment).

Predpokladajme, že teplota je teraz 8 ° C.

Obrázok s názvom Vypočítajte entalpiu chemickej reakcie Krok 14

päť. Vypočítajte entalpiu reakcie. Keď tablet "alka-seltzer" reaguje s vodou, vodou a oxid uhličitý sa vytvoria (veľmi humbukové bubliny) a zníženie teploty (je to výsledok, ktorý by sa mal stať, ak skúsenosť úspešne absolvovala). Je možné dospieť k záveru, že táto chemická reakcia je endotermická, to znamená, že je sprevádzaná absorpciou energie z životného prostredia - v tomto prípade, t. V dôsledku toho sa teplota vody znižuje.

V našom experimente sa teplota vody znížila o dva stupne. To je v súlade s teóriou: odozva rozpúšťania "alka-seltzer" v endotermickej vode a je sprevádzaná malým absorpciou energie.

Tipy

Vo výpočtoch sa používa celvinová stupnica (K) - to je teplotná stupnica, analogický meradlo Celzia a často sa používa v chémii a fyzike. Preložiť hodnotu stupňov Celzia do Kelvin, je potrebné pridať alebo odpočítať 273 stupňov: K = ° C + 273.