Hva er treningsentalpi? (Med øvelser)

De Trening entalpi Det er endringen som er lidd av entalpi i dannelsen av en mol av en forbindelse eller stoff under standardbetingelser. Standard trykktilstand forstås når formasjonsreaksjonen utføres ved atmosfæretrykk fra en atmosfære og ved romtemperatur på 25 grader Celsius eller 298,15 Kelvin.

Den normale tilstanden av reaktive elementer i en formasjonsreaksjon refererer til aggregeringstilstanden (fast, væske eller gassform) av mer vanlig av disse stoffene i standardbetingelsene for trykk og temperatur.

I formasjonsreaksjonen til en forbindelse byttes varme med miljøet. Kilde: Pixabay

Normal status refererer også til den mest stabile allotropiske formen for disse reaktive elementene i standardreaksjonsbetingelsene.

Entalpía H er en termodynamisk funksjon som er definert som indre energi eller mer produktet av trykket p i volum V av stoffene som er involvert i den kjemiske reaksjonen av dannelse av et molstoff:

H = u + p ∙ v

Entalpía har energidimensjoner og i det internasjonale tiltakesystemet måles i joules.

[TOC]

Standard entalpi

Symbolet på entalpien er H, men i det spesifikke tilfellet er treningsentalpien betegnet med ΔH0f for å indikere at den refererer til endringen som denne termodynamiske funksjonen opplever i formasjonsreaksjonen til en mol av en viss forbindelse i standardbetingelser i standard forhold.

I notasjonen indikerer overlegen 0 standardforholdene og abonnementet.

Formasjonsvarme

Den første loven slår fast at varmen som ble utvekslet i en termodynamisk prosess er lik variasjonen av den indre energien til stoffene som er involvert i prosessen pluss arbeidet som er utført av disse stoffene i prosessen:

Q = ΔU + w

I det aktuelle tilfellet utføres reaksjonen under konstant trykk, spesielt ved presset fra en atmosfære, så arbeidet vil være et produkt av trykket for volumendringen.

Deretter er dannelse av en viss forbindelse som vi vil betegne med Q0F relatert til endringen i intern energi og volum som følger:

Q0f = ΔU + P ΔV

Men å huske definisjonen av standard entalpi vi må:

Q0f = ΔH0f

Forskjell mellom entalpi og formasjonsvarme

Dette uttrykket betyr ikke at treningsvarme og treningsentalpi er det samme. Riktig tolkning er at varmen som ble utvekslet under formasjonsreaksjonen forårsaket en endring i entropien til stoffet som ble dannet i forhold til reagensene i standardbetingelser.

På den annen side, ettersom entalpi er en omfattende termodynamisk funksjon, refererer dannelsesvarmen alltid til en mol av den dannede forbindelsen.

Hvis treningsreaksjonen er eksotermisk, er treningsentalpien negativ.

Tvert imot, hvis treningsreaksjonen er endotermisk, er treningsentalpien positiv.

Termokjemiske ligninger

I en termokjemi -treningsligning skal ikke bare reagensene og produktene indikeres. For det første er det nødvendig at den kjemiske ligningen blir balansert på en slik måte at mengden av forbindelsen som dannes alltid er 1 mol.

På den annen side i den kjemiske ligningen, må statusen til aggregering av reagenser og produkter indikeres. Om nødvendig må deres alotropiske form også indikeres, siden dannelsesvarmen avhenger av alle disse faktorene.

I en termokjemi -treningsligning må også treningsentalpi indikeres.

La oss se på noen eksempler på godt reist termokjemiske ligninger:

H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (g); ΔH0f = -241,9 kJ/mol

H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (L); ΔH0f = -285,8 kJ/mol

H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (s); ΔH0f = -292,6 kJ/mol

Viktige hensyn

- Alle er balanserte basert på dannelse av 1 mol produkt.

- Status for aggregering av reagenser og produkt er indikert.

- Treningsentalpien er indikert.

Merk at treningsentalpien avhenger av produktets aggregering av produktet. Av de tre reaksjonene er de mest stabile under standardbetingelser den andre.

Fordi det som betyr noe i en kjemisk reaksjon og spesielt i dannelse er endringen av entropi og ikke selve entropien, er det enighet om at de rene elementene i deres molekylære form og tilstand av naturlig aggregering i standardforhold har en treningsentropy null.

Her er noen eksempler:

O2 (g); ΔH0f = 0 kJ/mol

Cl2 (g); ΔH0f = 0 kJ/mol

Na (er); ΔH0f = 0 kJ/mol

C (grafitt); ΔH0f = 0 kJ/mol

Løste øvelser

-Oppgave 1

Å vite at det er nødvendig for dannelsen av eteno (C2H4).

Løsning 

For det første foreslår vi den kjemiske ligningen og balanserer den basert på en mol etene.

Så tar vi hensyn til at det er nødvendig å gi varme slik at treningsreaksjonen blir utført, noe som indikerer at det er en endotermisk reaksjon og derfor er treningsentropien positiv.

2 C (fast grafitt) + 2 H2 (GAS) → C2H4 (GAS); ΔH0f = +52 kJ/mol

-Oppgave 2

Under standardbetingelser blandes de i en beholder med 5 liter hydrogen og oksygen. Oksygen og hydrogen reagerer fullstendig uten noen av reagensene for å danne hydrogenperoksyd. I reaksjonen ble 38,35 kJ varme til miljøet frigjort.

Utgjøre den kjemiske og termokjemiske ligningen. Beregn hydrogenperoksyddannelsen entropi.

Løsning 

Hydrogenperoksyddannelsesreaksjonen er:

H2 (gass) + O2 (gass) → H2O2 (væske)

Merk at ligningen allerede er balansert basert på en mol av produkt. Det vil si at en mol hydrogen og en mol oksygen er nødvendig for å produsere en mol hydrogenperoksyd.

Men problemuttalelsen forteller oss at under en 5 -liter beholderhydrogen og oksygen blandes under standardbetingelser, så vi vet at hver av gassene opptar 5 liter.

Bruk av standardbetingelser for å oppnå termokjemi -ligningen

På den annen side forstås standardforhold.

Under standardbetingelser vil 1 mol ideell gass okkupere 24,47 l, som kan bekreftes fra følgende beregning:

V = (1 mol * 8,3145 j / (mol * k) * 298,15 k) / 1,03 x 10⁵ PA = 0,02447 m³ = 24,47 l.

Som tilgjengelig for 5 l, blir antall mol av hver av gassene gitt av:

5 liter / 24,47 liter / mol = 0,204 mol av hver av gassene.

I følge den balanserte kjemiske ligningen vil det bli dannet 0,204 mol hydrogenperoksyd der de frigjorde 38,35 kJ varme til miljøet. Det vil si for å danne en mol peroksyd, er 38,35 kJ / 0,204 mol = 188 kJ / mol påkrevd.

I tillegg, ettersom varme frigjøres til miljøet under reaksjonen, så er formasjonen entalpi negativ. Til slutt, følgende termokjemiske ligning:

H2 (gass) + O2 (gass) → H2O2 (væske); ΔH0f = -188 kJ/mol

Referanser

1. Castaños e. Entalpi i kjemiske reaksjoner. Gjenopprettet fra: lidiaconlachimica.WordPress.com
2. Termokjemi. Reaksjon entalpi. Hentet fra: Ressurser.utdanning.er
3. Termokjemi. Definisjon av standard reaksjonsentalpi. Gjenopprettet fra: Quimitube.com
4. Termokjemi. Definisjon av treningsentalpi og eksempler. Gjenopprettet fra: Quimitube.com
5. Wikipedia. Standard reaksjon entalpi. Gjenopprettet fra: Wikipedia.com
6. Wikipedia. Trening entalpi. Gjenopprettet fra: Wikipedia.com