Hogyan lehet megtalálni az entalpy reakciót -

Kémiai reakciók, abszorpciós vagy hőengedmény a környezetbe. A kémiai reakció és a környezet közötti ilyen hőcserét entalpi, vagy h. Azonban lehetetlen közvetlenül mérni az entalpiát, ezért szokásos a környezeti hőmérséklet változásának kiszámításához (Δh jelezve). Δh azt mutatja, hogy a kémiai reakció során a hő felszabadul a környezetre (exoterm reakció) vagy hőfelszívódás (endoterm reakció). Az entalpia kiszámítása: ΔH = m x s x Δt, ahol m a reagensek tömege, az S a reakciótermék hőmagassága, Δt - a reakció következtében a hőmérséklet változása.

Lépések

1. módszer 3:

Az entalpia feladatainak megoldása

egy. Határozza meg a reagenseket és a reakciótermékeket. Bármely kémiai reakciónak reagensek és reakciótermékek vannak. Reakciótermék Létrehozott A reagensek kölcsönhatása következtében. Más szavakkal, a reagensek összetevők a receptben, és a reakciótermék kész étel. A ΔH reakció megkereséséhez ismernie kell a reagenseket és a reakciótermékeket.

Például meg kell találni a víz képződési reakciójának a hidrogén és az oxigén közötti entalpiát: 2H₂ (hidrogén) + o₂ (oxigén) → 2h₂O (víz). Ebben a reakcióban H₂ és O₂ - reagensek, és H₂O - Termékreakció.

A kép kiszámítása a kémiai reakció 2. lépésének entalpiájának kiszámítása

2. Meghatározza a reagensek teljes tömegét. Ezután kiszámítani a reagensek tömegét. Ha nem tudja mérlegelni őket, akkor számítsa ki a molekulatömeget, hogy megtalálja a tényleges. A molekulatömeg egy állandó, amely a Mendeleev periodikus táblázatában vagy más molekulákban és kapcsolatokban található. Szorozzuk meg az egyes reagensek tömegét a molok számához.

Példánkban a hidrogén és az oxigén reagensek molekulatömege 2 g és 32 g. Mivel 2 hidrogént használunk (a hidrogén kémiai reakciójában lévő együttható₂) és 1 mól oxigént (nincs koefficiens o előtt o₂ 1 molot jelöl, majd a reagensek teljes tömegét a következőképpen kell kiszámítani:
2 × (2 g) + 1 × (32 g) = 4 g + 32 g = 36 g

A cím szerinti kép kiszámítja a kémiai reakció entalpiáját 3

3. Meghatározza a termék hő kapacitását. Ezután határozza meg a reakciótermék hő kapacitását. Minden molekula bizonyos mennyiségű hőteljesítményt tartalmaz, amely állandó. Keresse meg ezt a tartós a kémiai tankönyv táblázatait. Számos mérési egység létezik - számításunkban a J / G ° C-ot fogjuk használni.

Megjegyezzük, hogy a jelenléte több reakciótermékek, akkor kell számítani a hőkapacitása egyes, majd hajtsa őket, hogy az entalpia az egész reakció.

Példánkban a reakciótermék vízkapacitású víz 4.2 J / G ° C.

A kép kiszámítása a kémiai reakció 4-es lépésének entalpiáját

4. Keresse meg a hőmérsékletváltozást. Most megtaláljuk Δt - a hőmérsékletkülönbséget a reakció előtt és után. A kezdeti hőmérséklet (T1), levonja a végső hőmérsékletet (T2). Leggyakrabban kémiai feladatokban a celvin-skálát (K) használják (bár a Celsius skála (° C) ugyanaz lesz az eredmény).

A mi példánkban, tételezzük fel, hogy a kezdeti reakció-hőmérséklet 185 K, és a reakció után vált 95 k, az azt jelenti, hogy a At a következőképpen számítjuk ki:
Δt = t2 - T1 = 95 K - 185 k = -90 K

A cím szerinti kép kiszámítja a kémiai reakció entalpiáját 5

öt. Keresse meg az entalpiát a Δh = képlet alapján M X S x Δt. Ha m a reagensek tömege, az S a reakciótermék hőmagassága és a ΔT - a hőmérséklet változása, akkor kiszámíthatja a reakció entalpiáját. Alkalmazási értékek a képletben Δh = M X S x Δt és Get entalpy. Az eredményt Joules (J) számítja ki.

Példánkban az entalpy kiszámításra kerül:
ΔH = (36 g) × (4.2 JK - 1 g - 1) × (-90 k) =-13608 J

A kép kiszámítása a kémiai reakció 6. lépésének entalpiájának kiszámítása

6. Határozza meg, hogy a vizsgált reakció során az energia felszabadul-e vagy felszívódik-e. Az egyik leggyakoribb ok, amelyre Δh szükséges a gyakorlatban, hogy megtudja, hogy a reakció exotermikus (hőengedmény és energetikai energia) vagy endotermikus (hőfelszívódás a környezetből és az energiák növekedése). Ha a ΔH értéke pozitív, akkor azt jelenti, hogy a reakció endotermikus. Ha negatív, akkor azt jelenti, hogy a reakció exotermikus. Minél nagyobb a Δh abszolút értéke, annál több energiát szabadítanak fel vagy felszívják. Legyen óvatos, ha gyakorlati tapasztalatot fogsz tölteni: a nagy értékű entalpiális reakciók során sok energiafelszabadulás fordulhat elő, és ha gyorsan folytatódik, robbanásveszélyes lehet.

Példánkban a végeredmény -13608 j. Az entalpia jelentése előtt egy negatív jel, ami azt jelenti, hogy a reakció Hőtermelő. Forró gázok (párként) h₂ és O₂ Egy bizonyos mennyiségű hőnek kell lennie, hogy vízmolekulát képezzen, vagyis a h₂O exoterm.

3. módszer 3:

Az entalpia értékelése

egy. Számítsa ki az entalpia értékelésének energiáját. Szinte az összes kémiai reakció a kapcsolatok megszakításához és mások kialakulásához vezet. Az energia a reakció eredményeként nem fordul elő sehol, és nem pusztítja el: Ez az energia, amely a szünethez vagy ezeknek a kapcsolatok kialakulásához szükséges. Ezért a teljes reakció entalpia változása meglehetősen pontos lehet a kapcsolatok energiájának összegzésével.

Például, vegye figyelembe a reakciót: H₂ + F₂ → 2HF. Ebben az esetben az energia megszakítja a kötést a H molekulában₂ 436 kJ / mol, és az energia a rés F₂ 158 kJ / mól. Végül a HF molekulában lévő kommunikáció kialakulásához szükséges energia a H és F = -568 kJ / mol. Szorozzuk meg az utolsó értéket 2, mivel a reakció során 2 mol HF: 2 × -568 = -1136 kJ / mol. Hajtsa be az értékeket:
436 + 158 + (-1136) = -542 KJ / MOLE.

A címe kiszámítja a kémiai reakció 8 entalpiáját

2. Használja az entalpia oktatást az entalpi értékeléséhez. Oktatás Az entalpy lehetővé teszi a ΔH kiszámítását a reagensek és termékek kiszámításán keresztül. Ha a reakció és a reakciótermékek kialakulásának entalpiája ismert, akkor az entalpia egészét hozzáadhatja, mint a fent tárgyalt energia esetében.

Például, vegye figyelembe a következő reakciót: c₂H_ötOH + 3O₂ → 2CO₂ + 3h₂O. Tudjuk, hogy az entalpia oktatást kiszámítják:
C₂H_ötÓ → 2C + 3H₂ + 0,5o₂ = 228 kj / mole
2C + 2O₂ → 2CO₂ = -394 × 2 = -788 kJ / mol
3h₂ + egy.5 O₂ → 3H₂O = -286 × 3 = -858 kj / mole
Most a fentiekben előállított formázott anyagok értékeit kell kialakítani, hogy meghatározzuk a reakció entalpiáját: c₂H_ötOH + 3O₂ → 2CO₂ + 3h₂O,
228 + -788 + -858 = -1418 KJ / MOL.

A kép kiszámítása a kémiai reakció 9. lépésének entalpiáját

3. Ne felejtsd el a jeleket az entalpia értékei előtt. Ha kiszámítja az oktatási képletet, hogy meghatározza a termékreakció entalpiáját, akkor forduljon át, és az entalpia jele megváltoztassa. Más szóval, ha megfordítja a képletet, az entalpia jelét az ellenkezőjére kell cserélni.

A példában vegye figyelembe, hogy a C termék képződése c₂H_ötÓ, éppen ellenkezőleg. C₂H_ötÓ → 2C + 3H₂ + 0,5o₂ Ez C₂H_ötÓ, szétesik, nem szintetizált. Ezért, a jel előtt entalpia egy ilyen reakcióban pozitív, 228 kJ / mól, bár entalpiája oktatás C₂H_ötOH -228 kJ / mól.

3. módszer 3:

Az entalpia megfigyelése a kísérlet során

egy. Tegyen tiszta kapacitást és öntsön vizet. Lásd az entalpy elveit a cselekvésben nem nehéz - elegendő az egyszerű tapasztalat elvégzése. Szükséges, hogy a kísérlet eredménye ne befolyásolja a külföldi szennyező anyagokat, hogy a tartályt meg kell mosni és sterilizálni kell. Acadeuses az entalpia mérésére speciális zárt tartályok - kaloriméterek, de teljesen alkalmas üvegüvegre vagy lombikra. Töltse ki a tiszta vízhőmérséklet-vízvíz kapacitását. Javasoljuk, hogy kísérletezzen egy hűvös helyiségben.

A kísérlethez tanácsos egy kis tartályt használni. Ezért figyelembe vesszük az Alca-Seltzer vízre való reakciójának entalpiát, ezért a kisebb a vizet használják, annál nyilvánvalóan van egy hőmérsékletváltozás.

A 11 kémiai reakció 11. lépésének entalpia kiszámítása

2. Helyezze a hőmérőt a tartályba. Vegye le a hőmérőt, és vízbe engedje le vízzel, hogy a hőmérséklet-olvasási határ a vízszint alatt van. Távolítsa el a hőmérő olvasmányokat - ez lesz a kezdeti hőmérséklet, T1.

Tegyük fel, hogy a víz hőmérséklete 10 ° C. Ezt az értéket használjuk, hogy bemutassa az entalpi elveit.

A cím szerinti kép kiszámítja a kémiai reakció 12. lépésének entalpiáját

3. Adjon hozzá egy tablettát "Alka-Zeltzer" a tartályhoz. Készen áll a tapasztalat megkezdésére? Dobjon egy tablettát "Alka-Seltzer". Azonnal elkezd buborékba és sziszegni. Ez a bikarbonát (HCO) reakciójának köszönhető₃) és citromsav (h). Ennek eredményeképpen a víz és a szén-dioxid képlet szerint képződik: 3HCO₃ + 3H → 3H₂O + 3co₂.

A kép kiszámítása a kémiai reakció 13. lépésének entalpiájának kiszámítása

4. Mérje meg a véges hőmérsékletet. Nézze meg a reakciót: tabletta "Alca-Seltzer" fokozatosan feloldódik. Ha teljesen feloldódik, ismételje meg a hőmérsékletet. A víznek kicsit hidegebbnek kell lennie. Ha a vízhőmérséklet magasabb lett volna, akkor azt jelenti, hogy a kísérletet bizonyos külső tényezők (például túl meleg helyiséggel) megakadályozták, ahol kísérletet végeztek).

Tegyük fel, hogy a hőmérséklet 8 ° C.

A 14 kémiai reakció 14. lépésének entalpia kiszámítása

öt. Számítsa ki a reakció entalpiáját. Amikor a tabletta "Alka-Seltzer" vízzel, vízzel és széndioxiddal reagál (a hype buborékok) és a hőmérséklet csökkenése (ez az az eredmény, amely történnie kell, ha a tapasztalat sikeresen áthaladt). Megállapítható, hogy ez a kémiai reakció endotermikus, vagyis a környezetből származó energia felszívódása - ebben az esetben,. Ennek eredményeképpen a vízhőmérséklet csökken.

Kísérletünkben a víz hőmérséklete két fokral csökkent. Ez összhangban van az elméletnek: az "Alka-Seltzer" oldódási válasz a víz endotermikus és egy kis energiafelszívódás kíséretében.

Tippek

A számításokban a celvin skála (K) alkalmazható - ez egy hőmérsékleti skála, analóg Celsius skála, és gyakran használják a kémiában és a fizikában. A Celsius fok értékének Kelvinre történő lefordítása érdekében 273 fokot kell hozzáadni vagy kivonni: k = ° C + 273.