Εκτιμήστε τη θερμότητα της καύσης για ένα mole ακετυλενίου;

Δείτε πώς μπορείτε να εκτιμήσετε τη θερμότητα καύσης για ένα μοσχάρι ακετυλενίου (C₂H₂):

1. Κατανοήστε την ιδέα:

* Θερμότητα καύσης είναι η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται όταν ένα mole μιας ουσίας καίγεται πλήρως στο οξυγόνο.

* ενέργειες ομολόγων Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση αυτής της θερμότητας. Θα εξετάσουμε τους δεσμούς που σπάζουν τα αντιδραστήρια και τους δεσμούς που σχηματίστηκαν στα προϊόντα.

2. Η αντίδραση καύσης:

Η ισορροπημένη αντίδραση καύσης για το ακετυλενίου είναι:

2 c₂h₂ (g) + 5 o₂ (g) → 4 co₂ (g) + 2 h₂o (g)

3. Ενέργειες ομολόγων:

Θα χρειαστούμε μέσες ενέργειες ομολόγων (σε KJ/mol) για τα σχετικά ομόλογα. Ακολουθούν μερικές κοινές τιμές:

* C-H:413 kJ/mol

* C =C:839 kJ/mol

* O =o:498 kJ/mol

* C =o:799 kJ/mol

* O-H:463 kJ/mol

4. Υπολογισμός:

* Bonds Broken:

* 2 C =C Bonds (2 * 839 kJ/mol) =1678 kJ/mol

* 2 C-H Bonds (2 * 413 kJ/mol) =826 kJ/mol

* 5 o =o δεσμοί (5 * 498 kJ/mol) =2490 kJ/mol

* Σύνολο εισροών ενέργειας: 1678 + 826 + 2490 =4994 kJ/mol

* Συγκροτήματα που σχηματίστηκαν:

* 8 c =o δεσμοί (8 * 799 kJ/mol) =6392 kJ/mol

* 4 ομόλογοι O-H (4 * 463 kJ/mol) =1852 kJ/mol

* Η συνολική ενέργεια απελευθερώνεται: 6392 + 1852 =8244 kJ/mol

* Καθαρή θερμότητα καύσης:

* Ενεργειακή απελευθέρωση - Εισαγωγή ενέργειας =8244 kJ/mol - 4994 kJ/mol = 3250 kJ/mol

5. Σημαντική σημείωση:

Αυτή είναι μια εκτιμώμενη τιμή. Η πραγματική θερμότητα καύσης για ακετυλενίου μπορεί να ποικίλει ελαφρώς λόγω παραγόντων όπως:

* Οι συγκεκριμένες συνθήκες της αντίδρασης (θερμοκρασία, πίεση)

* Η χρήση μέσων ενέργειων ομολόγων (οι οποίες δεν είναι πάντα απόλυτα ακριβείς)

Ως εκ τούτου, η εκτιμώμενη θερμότητα καύσης για ένα γραμμομόριο ακετυλενίου είναι περίπου 3250 kJ/mol