Πώς αντιμετωπίζονται οι αλλαγές ενθαλπίας σε χημικές εξισώσεις;
1. Υποδεικνύοντας την αλλαγή ενθαλπίας:
* ΔH: Το σύμβολο δH αντιπροσωπεύει την αλλαγή ενθαλπίας μιας αντίδρασης. Συνήθως τοποθετείται στη δεξιά πλευρά της χημικής εξίσωσης.
* Σημάδι: Το σημάδι της ΔH υποδεικνύει εάν η αντίδραση είναι εξωθερμική (απελευθερώνει θερμότητα, ΔH <0) ή ενδοθερμική (απορροφά θερμότητα, ΔH> 0).
* Μονάδες: Οι αλλαγές ενθαλπίας εκφράζονται συνήθως σε μονάδες kilojoules ανά mole (KJ/mol).
Παράδειγμα:
`` `
2H₂ (g) + o₂ (g) → 2H₂O (l) ΔH =-571.6 kJ/mol
`` `
Αυτή η εξίσωση υποδεικνύει ότι ο σχηματισμός 2 γραμμομορίων υγρού νερού από 2 γραμμομονείς αερίου υδρογόνου και 1 mole των απελευθερώσεων αερίου οξυγόνου 571,6 kJ θερμότητας.
2. Συμπεριλαμβανομένων των αλλαγών ενθαλπίας στις θερμοχημικές εξισώσεις:
* Θερμοχημικές εξισώσεις: Αυτές οι εξισώσεις περιλαμβάνουν την αλλαγή ενθαλπίας ως μέρος της ισορροπημένης χημικής εξίσωσης.
* Stoichiometry: Η αλλαγή ενθαλπίας σχετίζεται άμεσα με τους στοιχειομετρικούς συντελεστές στην εξίσωση. Για παράδειγμα, εάν η εξίσωση δείχνει το σχηματισμό 2 γραμμομορίων νερού, η αλλαγή ενθαλπίας αναφέρεται στη θερμότητα που απελευθερώνεται για το συγκεκριμένο ποσό.
Παράδειγμα:
`` `
Ch₄ (g) + 2o₂ (g) → co₂ (g) + 2H₂O (l) ΔH =-890 kJ
`` `
Αυτή η θερμοχημική εξίσωση δείχνει ότι η καύση 1 γραμμομόρου αερίου μεθανίου με 2 γραμμομονείς αερίου οξυγόνου παράγει 1 γραμμομόριο αερίου διοξειδίου του άνθρακα, 2 γραμμομορείς υγρού νερού και απελευθερώνει 890 kJ θερμότητας.
3. Χρήση του νόμου του Hess:
* Νόμος του Hess: Αυτός ο νόμος δηλώνει ότι η αλλαγή ενθαλπίας μιας αντίδρασης είναι ανεξάρτητη από την οδό που λαμβάνεται. Αυτό μας επιτρέπει να υπολογίσουμε την αλλαγή ενθαλπίας μιας αντίδρασης συνδυάζοντας τις μεταβολές της ενθαλπίας των γνωστών αντιδράσεων.
* Εξισώσεις χειρισμού: Για να χρησιμοποιήσουμε το νόμο του Hess, μπορούμε να χειριστούμε γνωστές αντιδράσεις (αντιστροφή, πολλαπλασιασμό, προσθήκη) για να δημιουργήσουμε την επιθυμητή συνολική αντίδραση. Η μεταβολή της ενθαλπίας της συνολικής αντίδρασης στη συνέχεια υπολογίζεται αναλόγως.
Παράδειγμα:
Δεδομένος:
`` `
C (s) + o₂ (g) → Co₂ (g) ΔH =-393.5 kJ
CO (g) + 1/2O₂ (g) → Co₂ (g) ΔH =-283.0 kJ
`` `
Υπολογίστε την αλλαγή ενθαλπίας για την ακόλουθη αντίδραση:
`` `
C (s) + 1/2o₂ (g) → Co (g)
`` `
Αντιστρέφοντας τη δεύτερη εξίσωση και προσθέτοντας την στην πρώτη εξίσωση, παίρνουμε την επιθυμητή αντίδραση:
`` `
C (s) + o₂ (g) → Co₂ (g) ΔH =-393.5 kJ
Co₂ (g) → Co (g) + 1/2o₂ (g) ΔH =+283.0 kJ
---------------------------------------------------
C (s) + 1/2o₂ (g) → Co (g) ΔH =-110.5 kJ
`` `
Συνοπτικά, οι αλλαγές ενθαλπίας ενσωματώνονται σε χημικές εξισώσεις για να παρέχουν μια πλήρη εικόνα της ενέργειας που εμπλέκεται σε μια αντίδραση. Είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της ενεργείας των χημικών διεργασιών και για την πρόβλεψη της θερμότητας που απελευθερώνεται ή απορροφάται σε αντιδράσεις.
