Entalpi og Kjemiske Reaksjoner

7,3 Entalpi og Kjemiske Reaksjoner

Nå som vi har vist hvordan energi, arbeid og varme er relatert, er vi klare til å vurdere energiendringer i kjemiske reaksjoner. Et grunnleggende konsept er at hver kjemisk reaksjon skjer med en samtidig endring i energi. Nå må vi lære å riktig uttrykke disse energiendringene.vår studie av gasser I Kapittel 6 «Gasser» og vår definisjon av arbeid I Avsnitt 7.2 «Arbeid og Varme» indikerer at forhold som trykk, volum og temperatur påvirker energiinnholdet i et system. Det vi trenger er en definisjon av energi som holder når noen av disse forholdene er spesifisert (noe som ligner vår definisjon av standard temperatur og trykk i vår studie av gasser). Vi definerer entalpi endringvarmen av en prosess ved konstant trykk; betegnet Δ. (Δ) som varmen i en prosess når trykket holdes konstant:

ΔH≡qat konstant trykk

bokstaven H står for «entalpi», en slags energi, mens Δ innebærer en endring i mengden. Vi vil alltid være interessert I endringen I H, i stedet for absoluttverdien Av H selv.

når en kjemisk reaksjon oppstår, er det en karakteristisk forandring i entalpi. Entalpiendringen for en reaksjon skrives vanligvis etter en balansert kjemisk ligning og på samme linje. For eksempel, når to mol hydrogen reagerer med en mol oksygen for å lage to mol vann, er den karakteristiske entalpyendringen 570 kJ. Vi skriver ligningen som

2h2 (g) + O2 (g) → 2h2o (ℓ) Δ = -570 kJ

en kjemisk ligning som inkluderer en entalpi endring kalles en termokjemisk equationen kjemisk ligning som inkluderer en entalpi endring.. En termokjemisk ligning antas å referere til ligningen i molare mengder, noe som betyr at den må tolkes i form av mol, ikke individuelle molekyler.

DU har kanskje lagt merke til AT Δ for en kjemisk reaksjon kan være positiv eller negativ. Tallet antas å være positivt hvis det ikke har noe tegn; et + tegn kan legges eksplisitt for å unngå forvirring. En kjemisk reaksjon som har en positiv Δ sies å være endoterm en kjemisk reaksjon som har en positiv endring i entalpi., mens en kjemisk reaksjon som har en negativ Δ sies å være eksoterm kjemisk reaksjon som har en negativ endring i entalpi..

Hva betyr det hvis EN PROSESS ER POSITIV? Det betyr at systemet der den kjemiske reaksjonen oppstår, får energi. Hvis man vurderer energien til et system som representert som en høyde på et vertikalt energiplot, kan entalpi-endringen som følger med reaksjonen diagrammeres som i del (a) I Figur 7.3 «Reaksjonsenergi»: energien til reaktantene har litt energi, og systemet øker sin energi når det går til produkter. Produktene er høyere på vertikal skala enn reaktantene. Endoterm innebærer da at systemet får eller absorberer energi.En motsatt situasjon eksisterer for en eksoterm prosess, som vist i del (b) I Figur 7.3 «Reaksjonsenergi». Hvis entalpiendringen av en reaksjon er negativ, mister systemet energi, slik at produktene har mindre energi enn reaktantene, og produktene er lavere på vertikal energiskala enn reaktantene er. Eksoterm betyr at systemet mister eller avgir energi.

hvordan måles Δ verdier eksperimentelt? I VIRKELIGHETEN måles IKKE HRYVH; q måles. Men målingene utføres under forhold med konstant trykk, så Δ er lik q målt.

Eksperimentelt måles q ved å utnytte ligningen

q = mcδ

vi måler massen av kjemikaliene i et system. Deretter lar vi den kjemiske reaksjonen oppstå og måler temperaturendringen (Δ) i systemet. Hvis vi kjenner den spesifikke varmen til materialene i systemet (vanligvis gjør vi det), kan vi beregne q. Den verdien av q er numerisk lik PROSESSENS Δ, som vi kan skalere opp til en molar skala. Beholderen der systemet ligger, er vanligvis isolert, slik at enhver energiendring går inn i å endre temperaturen på systemet, i stedet for å bli lekket fra systemet. Beholderen refereres til som en kalorimetera-beholder som brukes til å måle varmen av en kjemisk reaksjon., og prosessen med å måle endringer i entalpi kalles kalorimetryprosessen med å måle entalpiendringer for kjemiske reaksjoner..

Svar

div>