Πώς συγκρίνεται η χημική ενέργεια του C2H6 με C2H4 και H2;
Ενέργειες ομολόγων:
* C2H6 (αιθάνιο): Έχει έξι δεσμούς C-H και ένα C-C Bond.
* C2H4 (αιθυλένιο): Έχει τέσσερις δεσμούς C-H και ένα διπλό δεσμό C =C.
* H2 (υδρογόνο): Έχει ένα δεσμό H-H.
Γενική αρχή: Οι ισχυρότεροι δεσμοί αποθηκεύουν περισσότερη χημική ενέργεια. Οι διπλοί δεσμοί (όπως στο αιθυλένιο) είναι ισχυρότεροι από τους μεμονωμένους δεσμούς (όπως στο αιθάνιο).
αντιδράσεις καύσης:
Οι αντιδράσεις καύσης απελευθερώνουν ενέργεια. Όσο περισσότερη ενέργεια απελευθερώνεται, τόσο μεγαλύτερη είναι η χημική ενέργεια που αποθηκεύεται στο καύσιμο.
* C2H6 + 7/2 O2 → 2 CO2 + 3 H2O (Καύση αιθάνης)
* C2H4 + 3 O2 → 2 CO2 + 2 H2O (Καύση αιθυλενίου)
* 2 H2 + O2 → 2 H2O (Καύση υδρογόνου)
Ανάλυση:
* αιθάνιο (C2H6): Περιέχει μεμονωμένους δεσμούς και απελευθερώνει περισσότερη ενέργεια κατά την καύση από το αιθυλένιο.
* αιθυλένιο (C2H4): Περιέχει έναν διπλό δεσμό, καθιστώντας τον πιο σταθερό (απαιτεί περισσότερη ενέργεια για να σπάσει), αλλά απελευθερώνει λιγότερη ενέργεια κατά την καύση από το αιθάνιο.
* υδρογόνο (H2): Έχει ένα σχετικά αδύναμο δεσμό, καθιστώντας τον εύκολα εύφλεκτο και απελευθερώνοντας μια σημαντική ποσότητα ενέργειας κατά την καύση.
Συμπέρασμα:
Με βάση τις ενέργειες των ομολόγων και τις αντιδράσεις καύσης, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι:
* Το αιθάνιο (C2H6) έχει την υψηλότερη χημική ενέργεια μεταξύ των τριών.
* Το αιθυλένιο (C2H4) έχει χαμηλότερη χημική ενέργεια από το αιθάνιο λόγω του ισχυρότερου διπλού δεσμού του.
* Το υδρογόνο (H2) έχει χαμηλότερη χημική ενέργεια από το αιθάνιο και το αιθυλένιο, αλλά απελευθερώνει μεγάλη ποσότητα ενέργειας ανά μονάδα μάζας κατά τη διάρκεια της καύσης.
Σημαντική σημείωση: Αυτή η σύγκριση απλοποιείται και δεν αντιπροσωπεύει συγκεκριμένες συνθήκες αντίδρασης (θερμοκρασία, πίεση κ.λπ.) ή τις ακριβείς αλλαγές ενθαλπίας αυτών των αντιδράσεων.
