Πώς μπορεί να προσδιοριστεί η αλλαγή ενθαλπίας για μια αντίδραση σε ένα υδατικό διάλυμα;
1. Θερμιδομετρία
* Αρχή: Η θερμιδομετρία μετρά τη θερμότητα που απορροφάται ή απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια χημικής αντίδρασης. Η μεταβολή της θερμοκρασίας ενός διαλύματος σχετίζεται άμεσα με τη μεταφορά θερμότητας.
* Διαδικασία:
* Ανακατέψτε προσεκτικά τα αντιδραστήρια σε ένα καλά μονωμένο θερμιδόμετρο (π.χ., ένα κύπελλο στυροπόδια με καπάκι).
* Μετρήστε τις αρχικές και τελικές θερμοκρασίες της λύσης.
* Χρησιμοποιήστε τη συγκεκριμένη θερμική ικανότητα του διαλύματος και τη μάζα του διαλύματος για να υπολογίσετε την αλλαγή θερμότητας (Q).
* Λογιστική για τη θερμική ικανότητα του ίδιου του θερμιδομετρητή, εάν είναι απαραίτητο.
* Εξίσωση:
* q =m * c * Δt
* Q =απορροφάται ή απελευθερώνεται θερμότητα (Joules)
* m =μάζα του διαλύματος (γραμμάρια)
* C =Ειδική θερμική ικανότητα του διαλύματος (J/G ° C)
* Δt =Αλλαγή της θερμοκρασίας (° C)
* Αλλαγή ενθαλπίας:
* Η αλλαγή ενθαλπίας (ΔH) είναι ίση με την αλλαγή θερμότητας (Q) διαιρούμενο με τον αριθμό των γραμμομορίων του περιοριστικού αντιδραστηρίου.
* ΔH =q / moles του περιοριστικού αντιδραστηρίου
2. Ο νόμος του Hess
* Αρχή: Ο νόμος του Hess δηλώνει ότι η αλλαγή ενθαλπίας για μια αντίδραση είναι ανεξάρτητη από την οδό που λαμβάνεται, εφόσον οι αρχικές και τελικές συνθήκες είναι οι ίδιες.
* Διαδικασία:
* Καταρρίψτε τη συνολική αντίδραση σε μια σειρά απλούστερων αντιδράσεων των οποίων οι αλλαγές ενθαλπίας είναι γνωστές.
* Χειριστείτε τις εξισώσεις (αντίστροφη, πολλαπλασιάστε με έναν παράγοντα) για να ταιριάζει με τη συνολική αντίδραση.
* Συγκεντρώστε τις αλλαγές ενθαλπίας των μεμονωμένων αντιδράσεων για να ληφθεί η αλλαγή ενθαλπίας για τη συνολική αντίδραση.
* Παράδειγμα:
* Αντίδραση:a + b → c
* Γνωστές αντιδράσεις:
* A + D → E (ΔH1)
* E → C + D (ΔH2)
* Για να ληφθεί η επιθυμητή αντίδραση, αντιστρέψτε τη δεύτερη αντίδραση και προσθέστε τις εξισώσεις:
* A + D → E (ΔH1)
* C + D → E (-ΔH2)
* A + B → C (ΔH1 - ΔH2)
* Επομένως, ΔH για την αντίδραση a + b → c είναι ΔΗ1 - ΔH2.
3. Τυποποιημένες ενθαλπίες σχηματισμού
* Αρχή: Η τυπική ενθαλπία του σχηματισμού (ΔHF °) είναι η αλλαγή ενθαλπίας όταν σχηματίζεται ένα μολύβι μιας ένωσης από τα στοιχεία της στις τυποποιημένες καταστάσεις τους (25 ° C και 1 atm).
* Διαδικασία:
* Χρησιμοποιήστε πρότυπες ενθαλπίες σχηματισμού (ΔHF °) για κάθε αντιδραστήριο και προϊόν.
* Υπολογίστε την αλλαγή ενθαλπίας χρησιμοποιώντας την ακόλουθη εξίσωση:
* ΔH ° =σnΔhf ° (προϊόντα) - σmΔhf ° (αντιδραστήρια)
* n και m είναι οι στοιχειομετρικοί συντελεστές της ισορροπημένης αντίδρασης.
* Παράδειγμα:
* Αντίδραση:2Η2 (g) + O2 (g) → 2Η2Ο (L)
* ΔHF ° (H2 (g)) =0 kJ/mol (στοιχείο στην τυπική του κατάσταση)
* ΔHF ° (o2 (g)) =0 kJ/mol (στοιχείο στην τυπική του κατάσταση)
* ΔHF ° (H2O (L)) =-285,8 kJ/mol
* ΔH ° =[2 mol * (-285.8 kJ/mol)] -[2 mol * 0 kJ/mol + 1 mol * 0 kJ/mol] =-571.6 kJ
Σημαντικές εκτιμήσεις:
* Σύμβολα κατάστασης: Πάντα να περιλαμβάνετε τα σύμβολα κατάστασης (S, L, G, AQ) για αντιδραστήρια και προϊόντα στους υπολογισμούς σας.
* Ειδική θερμική χωρητικότητα: Χρησιμοποιήστε την ειδική θερμική ικανότητα του *διαλύματος *, όχι μόνο του νερού, καθώς η σύνθεση της λύσης επηρεάζει τη θερμική της ικανότητα.
* Τυπικές συνθήκες: Οι αλλαγές ενθαλπίας αναφέρονται συχνά υπό τυποποιημένες συνθήκες (25 ° C και 1 atm). Βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε τις κατάλληλες τιμές για τυποποιημένες αλλαγές ενθαλπίας εάν χρειαστεί.
Επιτρέψτε μου να ξέρω αν έχετε μια συγκεκριμένη αντίδραση στο μυαλό και μπορώ να σας βοηθήσω να περπατήσετε μέσα από τους υπολογισμούς.
