Cum să găsiți Entalpy Reaction

În timpul reacțiilor chimice, al absorbției sau eliberării de căldură în mediu. Un astfel de schimb de căldură între reacția chimică și mediul se numește entalpy sau h. Cu toate acestea, este imposibil să se măsoare direct entalpia, prin urmare este obișnuit să se calculeze modificarea temperaturii ambientale (denumită ΔH). ΔH arată că în timpul reacției chimice, căldura este eliberată în mediul înconjurător (reacție exotermă) sau absorbția căldurii (reacție endotermică). Entalpia este calculată: ΔH = m x s x Δt, În cazul în care M este masa reactivilor, este capacitatea de căldură a produsului de reacție, ΔT - modificarea temperaturii ca urmare a reacției.

Pași

Metoda 1 din 3:

Rezolvarea sarcinilor pentru entalpii

unu. Determinați reactivii și produsele de reacție. Orice reacție chimică are reactivi și produse de reacție. Produs de reacție Creată Ca urmare a interacțiunii reactivilor. Cu alte cuvinte, reactivii sunt ingredienți în rețetă, iar produsul de reacție este un fel de mâncare gata. Pentru a găsi reacția ΔH, trebuie să cunoașteți reactivi și produse de reacție.

De exemplu, este necesar să se găsească entalpia reacției de formare a apei din hidrogen și oxigen: 2H₂ (hidrogen) + o₂ (oxigen) → 2h₂O (apă). În această reacție H₂ și O₂ - reactivi și H₂O - reacția produsului.

Imaginea intitulată Calculați entalpia unei reacții chimice Pasul 2

2. Determină masa totală a reactivilor. Apoi, este necesar să se calculeze masa reactivilor. Dacă nu le puteți cântări, apoi calculați greutatea moleculară pentru a găsi realitatea. Greutatea moleculară este o constantă, care poate fi găsită în tabelul periodic al Mendeleev sau în alte tabele de molecule și conexiuni. Înmulțiți masa fiecărui reactiv la numărul de moli.

În exemplul nostru, reactivii de hidrogen și oxigen au greutăți moleculare 2 g și respectiv 32 g. Deoarece folosim 2 geme de hidrogen (coeficientul din reacția chimică la hidrogen H₂) și 1 oxigen moale (fără coeficient înainte de o₂ denotă 1 mol), apoi masa totală a reactivilor se calculează după cum urmează:
2 × (2 g) + 1 × (32 g) = 4 g + 32 g = 36 G

Imaginea intitulată Calculați entalpia unei reacții chimice Pasul 3

3. Determinați capacitatea de căldură a produsului. Apoi, determinați capacitatea de căldură a produsului de reacție. Fiecare moleculă are o anumită capacitate de căldură, ceea ce este constantă. Găsiți acest permanent în tabelele manualului de chimie. Există mai multe unități de măsurare a capacității de căldură - în calculele noastre vom folosi J / G ° C.

Rețineți că, în prezența mai multor produse de reacție, va trebui să calculați capacitatea de căldură a fiecăruia și apoi să le îndoiți pentru a obține entalpia întregii reacții.

În exemplul nostru, produsul de reacție este apa care are o capacitate de căldură 4.2 J / g ° C.

Imaginea intitulată Calculați entalpia unei reacții chimice Pasul 4

4. Găsiți o schimbare a temperaturii. Acum vom găsi Δt - diferența de temperatură înainte și după reacție. De la temperatura inițială (T1), deduceți temperatura finală (T2). Cel mai adesea în sarcini de chimie, scala Celvin (K) (deși scara Celsius (° C) va fi același rezultat).

În exemplul nostru, să presupunem că temperatura inițială de reacție a fost de 185 K, iar după reacție a devenit 95 K, înseamnă că ΔT se calculează după cum urmează:
Δt = T2 - T1 = 95 K - 185 K = -90 K

Imaginea intitulată Calculați entalpia unei reacții chimice Pasul 5

cinci. Găsiți entalpia cu formula ΔH = M X S x Δt. Dacă m este o masă de reactivi, S este capacitatea de căldură a produsului de reacție și ΔT - o schimbare a temperaturii, atunci puteți calcula entalpia reacției. Valorile submold în formula ΔH = M X S x Δt și obțineți entalpy. Rezultatul este calculat în Joules (J).

În exemplul nostru, entalpia este calculată astfel:
ΔH = (36 g) × (4.2 jk - 1 g - 1) × (-90 k) =-13608 J

Imaginea intitulată Calculați entalpia unei reacții chimice Pasul 6

6. Determinați dacă energia în timpul reacției în cauză este eliberată sau absorbită. Unul dintre cele mai frecvente motive pentru care ΔH este cerut în practică este de a afla dacă reacția este exotermă (eliberarea de căldură și reducerea energiei energetice) sau endotermică (absorbția de căldură din mediul înconjurător și o creștere a energiilor). Dacă valoarea ΔH este pozitivă, înseamnă că reacția este endotermică. Dacă este negativ, înseamnă că reacția este exotermă. Cu cât este mai mare valoarea absolută a ΔH, cu atât mai multă energie este eliberată sau absorbită. Fiți atenți dacă veți petrece experiență practică: în timpul reacțiilor cu o valoare ridicată a entalpiei pot apărea o mulțime de eliberare de energie și, dacă se desfășoară rapid, poate aduce la o explozie.

În exemplul nostru, rezultatul final a fost egal cu -13608 J. Înainte de semnificația entalpiei, un semn negativ, ceea ce înseamnă că reacția Exotermic. Gaze fierbinți (ca o pereche) h₂ și O₂ Trebuie să existe o anumită cantitate de căldură pentru a forma o moleculă de apă, adică formarea de h₂O este exotermă.

Metoda 2 din 3:

Evaluarea entalpiei

unu. Calculați energia evaluării entalpilor. Aproape toate reacțiile chimice conduc la ruperea unor conexiuni și formarea altora. Energia ca urmare a reacției nu apare nicăieri și nu distruge: aceasta este energia necesară pentru pauza sau formarea acestor legături. Prin urmare, schimbarea entalpiei întregii reacții poate fi destul de precisă prin însumarea energiei acestor legături.

De exemplu, ia în considerare reacția: h₂ + F₂ → 2hf. În acest caz, energia de rupere a legăturii în molecula H₂ este de 436 kJ / mol, și energie pentru decalaj f₂ este de 158 kJ / mol. În cele din urmă, energia necesară pentru formarea comunicării în molecula HF de la H și F = -568 KJ / MOL. Înmulțiți ultima valoare cu 2, deoarece în timpul reacției primim 2 mol HF: 2 × -568 = -1136 kJ / mol. Pliați valorile:
436 + 158 + (-1136) = -542 kJ / mol / mol.

Imaginea intitulată Calculați entalpia unei reacții chimice Pasul 8

2. Utilizați educația entalpială pentru a evalua entalpia. Educația Entalpy vă permite să calculați ΔH prin calcularea reactanților și a produselor. Dacă este cunoscută entalpia formării produselor de reacție și de reacție, atunci puteți aprecia entalpia în ansamblul său, adăugând, ca în cazul energiei discutate mai sus.

De exemplu, luați în considerare următoarea reacție: c₂H_cinciOH + 3O₂ → 2CO₂ + 3h₂O. Știm că este calculată educația entalpială:
C₂H_cinciOH → 2C + 3H₂ + 0.5O₂ = 228 kJ / mol / mol
2C + 2O₂ → 2CO₂ = -394 × 2 = -788 kj / mol
3h₂ + unu.5 O₂ → 3h₂O = -286 × 3 = -858 kJ / mol
Acum este necesar să se formeze valorile substanțelor formate obținute mai sus, pentru a determina entalpia reacției: c₂H_cinciOH + 3O₂ → 2CO₂ + 3h₂O,
228 + -788 + -858 = -1418 kJ / mol.

Imaginea intitulată Calculați entalpia unei reacții chimice Pasul 9

3. Nu uitați de semne înainte de valorile entalpiei. Când se calculează formula entalpială a educației pentru a determina entalpia reacției produsului, vă întoarceți și semnul entalpiei ar trebui să se schimbe. Cu alte cuvinte, dacă rotiți formula, semnul entalpiei ar trebui să fie schimbat la opusul.

În exemplul, rețineți că reacția de formare a produsului C₂H_cinciOh înregistrată dimpotrivă. C₂H_cinciOH → 2C + 3H₂ + 0,5o₂ Care este C₂H_cinciOh dezintegrare, nu sintetizate. Prin urmare, semnul înainte de entalpie într-o astfel de reacție este pozitiv, 228 kJ / mol, deși entalpia educației C₂H_cinciOh este -228 kj / mol / mol.

Metoda 3 din 3:

Observarea entalpiei în timpul experimentului

unu. Luați capacitatea curată și turnați apă acolo. A se vedea principiile entalpii în acțiune nu este dificil - este suficient să efectuați o experiență simplă. Este necesar ca rezultatul experimentului să nu afecteze poluanții străini, astfel încât recipientul să fie spălat și sterilizat. Acaderi de măsurare a entalpilor Utilizați containere închise speciale - calorimetri, dar este destul de potrivit pentru o sticlă de sticlă sau un balon. Umpleți capacitatea apei cu apă cu temperatură pură a apei. Este recomandabil să efectuați un experiment într-o cameră rece.

Pentru experiment, este recomandabil să folosiți un recipient mic. Vom lua în considerare entalpia reacției apei din Alci-Seltzer, prin urmare, cu atât este utilizat apa mai mică, cu atât mai aparent există o schimbare a temperaturii.

Imaginea intitulată Calculați entalpia unei reacții chimice Pasul 11

2. Plasați termometrul în recipient. Luați termometrul și coborâți-l într-un recipient cu apă, astfel încât limita de citire a temperaturii să fie sub nivelul apei. Scoateți citirile termometrului - va fi temperatura inițială, T1.

Să presupunem că temperatura apei este de 10 ° C. Vom folosi această valoare pentru a demonstra principiile entalpii.

Imaginea intitulată Calculați entalpia unei reacții chimice Pasul 12

3. Adăugați o tabletă "Alka-Zeltzer" la container. Gata de a începe experiența? Arunca un comprimat "Alka-Seltzer". Ea începe imediat să bubble și să se hiss. Acest lucru se datorează reacției dintre bicarbonat (HCO₃) și acid de lamaie (h). Ca rezultat, apa și dioxidul de carbon sunt formate prin formula: 3hco₃ + 3h → 3h₂O + 3CO₂.

Imaginea intitulată Calculați entalpia unei reacții chimice Pasul 13

4. Măsurați temperatura finită. Urmăriți cursul reacției: Tableta "Alca-Seltzer" se va dizolva treptat. Când se dizolvă complet, măsurați din nou temperatura. Apa ar trebui să fie puțin mai rece. Dacă temperatura apei opusă a devenit mai mare, înseamnă că experimentul a fost împiedicat de unii factori externi (de exemplu, încă o cameră prea caldă în care a fost efectuat un experiment).

Să presupunem că temperatura este acum 8 ° C.

Imaginea intitulată Calculați entalpia unei reacții chimice Pasul 14

cinci. Calculați entalpia reacției. Când se formează comprimatul "Alka-Seltzer" cu apă, apă și dioxid de carbon (bulele foarte hype) și o scădere a temperaturii (acesta este rezultatul care ar trebui să se întâmple dacă experiența a trecut cu succes). Se poate concluziona că această reacție chimică este endotermă, adică este însoțită de absorbția energiei din mediul înconjurător - în acest caz,. Ca rezultat, temperatura apei scade.

În experimentul nostru, temperatura apei a scăzut cu două grade. Acest lucru este în concordanță cu teoria: răspunsul de dizolvare "Alka-Seltzer" în endotermia de apă și este însoțită de o absorbție de energie mică.

sfaturi

În calcule, scara Celvin (K) este utilizată - aceasta este o scară de temperatură, o scară analogă Celsius și adesea folosită în chimie și fizică. Pentru a traduce valoarea gradelor Celsius la Kelvin, este necesar să se adauge sau să scadă 273 de grade: K = ° C + 273.