Γιατί η ενθαλπία της εξάχνωσης είναι ίση με τη σύντηξη και την εξάτμιση του αθροίσματος;
Κατανόηση των διαδικασιών
* εξάχνωση: Η διαδικασία μιας ουσίας που μεταβαίνει άμεσα από ένα στερεό σε ένα αέριο, παρακάμπτοντας την υγρή φάση.
* σύντηξη (τήξη): Η διαδικασία μιας ουσίας που μεταβαίνει από ένα στερεό σε ένα υγρό.
* Εξάτμιση (βρασμός): Η διαδικασία μιας ουσίας που μεταβαίνει από ένα υγρό σε ένα αέριο.
Αλλαγές ενέργειας
Κάθε μία από αυτές τις αλλαγές φάσης περιλαμβάνει μια αλλαγή στην ενέργεια. Αυτή η αλλαγή ενέργειας ποσοτικοποιείται ως ενθαλπία (Η).
* Ενθαλπία εξάχνωσης (ΔHSUB): Η ενέργεια που απαιτείται για την αλλαγή ενός γραμμομόρου μιας ουσίας από ένα στερεό απευθείας σε ένα αέριο.
* Ενθαλπία σύντηξης (ΔHFUS): Η ενέργεια που απαιτείται για να αλλάξει ένα μοσχάρι μιας ουσίας από ένα στερεό σε ένα υγρό.
* Ενθαλπία εξάτμισης (ΔHVAP): Η ενέργεια που απαιτείται για την αλλαγή ενός γραμμομόρου μιας ουσίας από ένα υγρό σε ένα αέριο.
Η σύνδεση
Σκεφτείτε την εξάχνωση ως διαδικασία δύο σταδίων:
1. Στερεό έως υγρό (σύντηξη): Η ουσία απορροφά πρώτα την ενέργεια για να σπάσει τους δεσμούς που την κρατούν σε μια στερεά κατάσταση και μετάβαση σε ένα υγρό. Αυτό απαιτεί ενέργεια ΔHFUS.
2. υγρό σε αέριο (εξάτμιση): Στη συνέχεια, η ουσία απορροφά περισσότερη ενέργεια για να ξεπεράσει τις διαμοριακές δυνάμεις στην υγρή κατάσταση και να γίνει αέριο. Αυτό απαιτεί ενέργεια ΔHVAP.
Δεδομένου ότι η εξάχνωση είναι απλά αυτά τα δύο βήματα σε συνδυασμό, η συνολική ενέργεια που απαιτείται για την εξάχνωση είναι το άθροισμα της ενέργειας που απαιτείται για κάθε μεμονωμένο βήμα:
ΔHSub =ΔHFUS + ΔHVAP
Παράδειγμα
Εξετάστε το νερό:
* ΔHFUS (πάγος προς νερό) =6,01 kJ/mol
* ΔHVAP (νερό σε ατμό) =40,66 kJ/mol
* ΔHSub (πάγος σε ατμό) =50,67 kJ/mol
Όπως μπορείτε να δείτε, 6.01 kJ/mol + 40.66 kJ/mol ≈ 50.67 kJ/mol.
Σημαντική σημείωση: Αυτή η σχέση ισχύει για καθαρές ουσίες υπό συνεχή πίεση. Οι συγκεκριμένες τιμές των αλλαγών ενθαλπίας μπορεί να ποικίλουν ελαφρώς ανάλογα με τις συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης.
