Hva er Reaction Heat?



den reaksjonsvarme eller entalrespons (ΔH) er endringen i entalpien av en kjemisk reaksjon som skjer ved konstant trykk (Anne Marie Helmenstine, 2014).

Siden entalpi er avledet av trykk, volum og indre energi, som er alle statlige funksjoner, er entalpi også en funksjon av staten (Rachel Martin, 2014).

A H, eller entalpiendringen dukket opp som en måleenhet for å beregne endringen i energien til et system når det ble for vanskelig å finne den .DELTA.u, eller endring i indre energi av et system samtidig måling av mengden av varme og arbeide ombyttet.

Gitt et konstant trykk, er entalpevariasjonen lik varmen og kan måles som ΔH = q.

Notasjonen ΔHº eller ΔHºr oppstår så å forklare nøyaktig temperatur og trykk på varmen av reaksjonen ΔH.

Standard reaksjonsenthalpi er symbolisert av ΔHº eller ΔHºrxn og kan anta både positive og negative verdier. Enhetene for ΔHº er kilojoules per mol, eller kj / mol.

Tidligere konsept for å forstå reaksjonsvarmen: forskjeller mellom ΔH og ΔHºr.

Δ = representerer endringen i entalpy (entalpi av produktene minus entalpien av reaktantene).

En positiv verdi indikerer at produktene har høyere entalpi, eller at det er en endoterm reaksjon (varme er nødvendig).

En negativ verdi indikerer at reaktantene har høyere entalpi, eller at det er en eksoterm reaksjon (varme produseres).

º = betyr at reaksjonen er en standard entalpiendring, og oppstår ved et forhåndsinnstilt trykk / temperatur.

r = betegner at denne forandringen er reaksjonens entalpi.

The Standard Status: standard tilstand av en fast eller flytende er ren ved et trykk på 1 bar, eller hva som er det samme 1 atmosfære (105 Pa) substans og en temperatur på 25 ° C, eller det som er det samme 298 K.

ΔHºr er den vanlige reaksjons- eller standard-entalpien av en reaksjon, og som ΔH måler også entaliteten av en reaksjon. Imidlertid skjer ΔHºrxn under "standard" forhold, noe som betyr at reaksjonen finner sted ved 25ºC og 1 atm.

Fordelen med en måling av ΔH under standardbetingelser ligger i evnen til å relatere en verdi av ΔHº med en annen, siden de forekommer under de samme forholdene (Clark, 2013).

Tren varme

Standardvarmen av formasjon, ΔHFº, av et kjemikalie er mengden varme absorbert eller frigjort fra dannelsen av 1 mol av det kjemiske ved 25 grader Celsius og 1 bar av dets elementer i dets standardtilstander.

Et element er i sin standard tilstand hvis den er i sin mest stabile form og dens fysiske tilstand (fast, flytende eller gass) ved 25 grader Celsius og 1 bar (Jonathan Nguyen, 2017).

For eksempel innebærer standardvarmen av dannelse for karbondioksid oksygen og karbon som reaktanter.

Oksygen er mer stabil som gassmolekyler ELLER2, mens karbon er mer stabil som solid grafitt. (Grafitt er stabilere enn diamant under standardbetingelser.)

For å uttrykke definisjonen på en annen måte er standardvarmen av formasjon en spesiell type standardvarmereaksjon.

Reaksjonen er dannelsen av 1 mol av et kjemikalie av dets elementer i standardstandardene under standardbetingelser.

Standardvarmen til formasjonen kalles også standard entalpi av formasjonen (selv om det virkelig er en endring i entalpien).

Per definisjon ville ikke dannelsen av et element i seg selv gi noen endring i entalpien, slik at reaksjonsvarmen for reaksjonen for alle elementer er null (Cai, 2014).

Beregning av reaksjonsenthalpi

1- Eksperimentell beregning

Entalpien kan måles eksperimentelt ved bruk av en kalorimeter. En kalorimeter er et instrument hvor en prøve reageres gjennom elektriske kabler som gir aktiveringsenergien. Prøven er i en beholder omgitt av vann som hele tiden rister.

Ved måling med en temperaturendring som finner sted ved reaksjon av prøven, og å vite vannets spesifikke varme og dens masse, beregnes varmen som frigjør eller absorberer reaksjonen ved hjelp av ligningen q = Cesp x m x AT.

I dette acuación q er varme Cesp er den spesifikke varmen i dette tilfelle vann er 1 kalori per gram, m er massen av vann og T er temperaturendringen.

Kalorimeteret er et isolert system som har konstant trykk, så ΔHr= q

2- Teoretisk beregning

Engalpiendringen er ikke avhengig av den spesielle banen til en reaksjon, men bare på det totale energinivået til produktene og reagensene. Entalalp er en funksjon av staten, og som sådan er additiv.

For å beregne den bindingsentalpi, kan vi legge de vanlige entalpier for dannelsen av reaktantene og å subtrahere summen av standard entalpier for dannelse av produktene (Grenseløse, S.F.). Matematisk sagt, gir dette oss:

AHr° = Σ ΔHFº (produkter) - Σ ΔHFº (reaktanter).

Enthalpier av reaksjoner beregnes vanligvis fra entalpier av reagensdannelse under normale forhold (trykk på 1 bar og temperatur 25 grader Celsius).

For å forklare dette prinsippet om termodynamikk, vil vi beregne entalpien av reaksjonen for forbrenning av metan (CH4) i henhold til formelen:

CH4 (g) + 2O2 (g) → CO2 (g) + 2H2O (g)

For å beregne standard entalpy av reaksjon, må vi se etter standard enthalpier av dannelse for hver av reaktantene og produktene som er involvert i reaksjonen.

Disse er vanligvis funnet i et tillegg eller i flere elektroniske tabeller. For denne reaksjonen er dataene vi trenger:

HF° CH4 (g) = -75 kjoul / mol.

HFº O2 (g) = 0 kjoul / mol.

HF° CO2 (g) = -394 kjoul / mol.

HFº H2O (g) = -284 kjoul / mol.

Merk at fordi standard entalpien av dannelse for oksygengass er 0 kJ / mol fordi den er i standardstandard.

Deretter oppsummerer vi våre standard enthalpier av trening. Merk at fordi enhetene er i kJ / mol, må vi multiplisere med de støkiometriske koeffisientene i den balansert reaksjonsligningen (Leaf Group Ltd, S.F.).

Σ ΔHFº (produkter) = ΔHF° CO2 +2 ΔHFº H2O

Σ ΔHFº (produkter) = -1 (394 kjoul / mol) -2 (284 kjoul / mol) = -962 kjoul / mol

Σ ΔHFº (reaktanter) = ΔHF° CH4 + AHFº O2

Σ ΔHFº (reaktanter) = -75 kjoul / mol + 2 (0 kjoul / mol) = -75 kjoul / mol

Nå kan vi finne standard enthalpien av reaksjonen:

AHr° = Σ ΔHFº (produkter) - Σ ΔHFº (reaktanter) = (- 962) - (- 75) =

AHr° = - 887 kJ / mol.

referanser

  1. Anne Marie Helmenstine. (2014, 11. juni). Entaly av Reaksjonsdefinisjon. Hentet fra thoughtco: thoughtco.com.
  2. (S.F.). Standard Enthalpy of Reaction. Gjenopprettet fra grenser: boundless.com.
  3. Cai, E. (2014, 11. mars). standardvarme av formasjon. Gjenopprunnet fra kjemisk statistiker: chemicalstatistician.wordpress.com.
  4. Clark, J. (2013, mai). Forskjellige entalpiendringsdefinisjoner. Hentet fra chemguide.co.uk: chemguide.co.uk.
  5. Jonathan Nguyen, G. L. (2017, 9. februar). Standard Enthalpy of Formation. Hentet fra chem.libretexts.org: chem.libretexts.org.
  6. Leaf Group Ltd. (S.F.). Hvordan å beregne entalier av reaksjon Gjenopprettet fra sciencing: sciencing.com.
  7. Rachel Martin, E. Y. (2014, 7. mai). Reaksjonsvarme. Hentet fra chem.libretexts.org: chem.libretexts.org.