Entualpía

Co to jest entalpia?

entualpía Jest właściwością termodynamiczną, której zmienność, w warunkach stałej temperatury i ciśnienia, określa energię kaloryczną substancji lub układu związanego z reakcją chemiczną lub procesem fizycznym. Będąc funkcją stanu, jest ona reprezentowana z literą w kapitali.

Jest to jedna z najbardziej fundamentalnych rozległych właściwości do badania termochemii wielu reakcji; Oznacza to, że mówimy o oderwaniu lub wchłanianiu ciepła między środkiem reakcji a jego otoczeniem. Zatem mówimy, że reakcja jest egzotermiczna, jeśli jej δH jest ujemna (δH 0).

Zmiana entalpii w topnieniu lodu jest dodatnia, co wskazuje, że lód pochłania ciepło ze środowiska, aby przejść do stanu ciekłego, wody

Na przykład Ice ma entalpię, h_lód, Podczas gdy woda ma również własną entalpię, h_woda. Kiedy lód się topi, zachodzi zmienność entalpii, zwana δh_Fus lub topnienie ciepła (h_woda-H_lód). Entalpia wody jest lepsza od lodu, powodując δH_Fus Bo lód jest dodatni i ma wartość +6.01 kJ/mol.

Entalpia i jej odmiana są zwykle wyrażane w jednostkach Joule lub Kalorii. Zmiana entalpii +6.01 kJ/mol wskazuje, że lód mol musi wchłonąć 6.01 kJ energii kalorii lub ciepła do stopienia.

Jak obliczana jest entalpia?

Entalpia i jej odmiana

Sama entalpia jest nieobliczalna, ponieważ zależy ona od zmiennych trudnych do dokładnie zmierzenia. Dobrym porównaniem byłoby mierzenie całkowitej objętości oceanów: zawsze będą jej części pod ziemią lub rozproszone między kontynentami. Dlatego, a w praktyce H nie można ustalić; Ale tak δh.

Może ci służyć: koloid

Aby osiągnąć wyrażenie matematyczne, które umożliwia obliczenie ΔH, musi być najpierw pozostawiona z podstawowej definicji entalpii:

H = u + PV

Będąc energią wewnętrzną systemu lub przedmiotowej substancji, a PV pracy na objętość ciśnienia, jaką ten system wywiera na otoczenie. Ponieważ jesteśmy zainteresowani obliczeniem ΔH i bez H, mamy:

ΔH = δu + δ (PV)

Jeśli ciśnienie jest stałe, równanie pozostanie:

ΔH = δu + pδv

Z drugiej strony wiemy, że:

Δu = Q + W

Istnienie Q ciepło i W pracują. Zastąpienie nas:

ΔH = Q + W + pδv

Ale ponadto wiemy, że:

W = - pΔv

I dlatego:

ΔH = Q  - PΔV + pδv

ΔH = Q

To znaczy, HH dla reakcji lub procesu, przeprowadzonego pod stałym ciśnieniem, będzie równy ciepło Q wygenerowane lub wchłonięte.

Reakcje entalpia zmienia się

Założenie, że ciśnienie pozostaje stałe, jest możliwe, jeśli reakcja występuje w atmosferze Ziemi. Na przykład lód zimowych krajobrazów topi się bez doświadczania kolejnej presji niż w naszej atmosferze. Z drugiej strony dotyczy również reakcji w płynnych mediach lub tych, które nie wytwarzają dużych ilości gazów.

Te reakcje pochłaniają lub uwalniają ciepło Q równe δH, która z kolei jest różnicą entalpii między produktami a reagentami:

ΔH = h_Produkty - H_Reaganty

Rodzaje entalpii

Powszechną praktyką jest mówienie o δH i H jakby były takie same: oba nazywane są entalpie. Jednak jeśli chodzi o typy, H jest unikalny dla każdej substancji lub systemu; Natomiast δH z drugiej strony podlega naturze reakcji lub procesu samodzielnie w sobie.

W tym sensie najpierw mamy pozytywne zmiany entalpii (δH> 0) lub ujemne (δH <0); unas corresponden a los procesos o reacciones endotérmicos (se enfrían los alrededores), mientras las segundas tienen que ver con los procesos o reacciones exotérmicos (se calientan los alrededores).

Może ci służyć: nitrobenzen (C6H5N2): Struktura, właściwości, zastosowania, ryzyko

Znak „+” lub „-”, który towarzyszy δH, mówi nam zatem, czy istnieje wyzwolenie lub wchłanianie ciepła w pewnej reakcji lub procesie; które mają charakterystykę δH, jako część ich właściwości termochemicznych.

Mamy nieskończoności rodzajów entalpie, które można klasyfikować zgodnie z procesami fizycznymi lub reakcjami chemicznymi.

Procesy fizyczne

Entalpia zmiany fazy

Substancje muszą wchłonąć lub uwalniać ciepło, aby przejść z fazy materiału lub materiału (stały, ciekł lub gaz) do innej. Na przykład lód pochłania ciepło do stopienia, więc entalpia dla tej zmiany fazy odpowiada fuzji, δh_Fus, Nazywany także utajonym ciepłem ciepła.

Entalpia rozpuszczania lub mieszanki

Substancje po rozpuszczeniu lub zmieszaniu w pożywce rozpuszczalnikowej mogą wchłaniać lub uwalniać ciepło, a tym samym entalpia δh_Dis lub δH_Mieszać.

Reakcje chemiczne

Entalpia treningowa

Jest to powiązane ciepło, hhº_F, do tworzenia związku, w szczególności jednego mola, z jego elementów składowych w standardowych warunkach ciśnienia i temperatury (t = 298.15 K i P = 1 atm).

Entalpia rozkładu

Jest to powiązane ciepło, δh_des, do degradacji związku w mniejszych i prostych substancjach. Jest ogólnie dodatnia, ponieważ potrzebne jest ciepło do rozbicia wiązań cząsteczek.

Entalpia uwodornienia

Jest to powiązane ciepło, δh_H, Do uzależnienia cząsteczki wodoru do związku, zwykle węglowodorów.

Entalpia spalania

Jest to uwalniane ciepło, hh_grzebień, Kiedy substancja spala reagowanie z tlenem. Jest ujemny, ponieważ ciepło i światło są uwalniane (ogień).

Może ci służyć: masa atomowa: definicja, typy, jak ją obliczyć, przykłady

Przykłady entalpie

Wreszcie, zostaną wprowadzone o niektórych konkretnych przykładach entalpii:

Spalanie metanu

Ch₄ + 2₂ → CO₂ + 2h₂ALBO

ΔH = -890.3 kJ/mol

To znaczy jeden mol cho₄ Kiedy spalanie wyzwala 890.3 kJ energii kalorycznej.

Uwodornienie etylenu

Ch₂= Ch₂ + H₂ → CH₃Ch₃

ΔH = -136 kJ/mol

Mole etylenu uwalnia 136 kJ ciepła, gdy wodór stał się etanem.

Sól w wodzie

Sól stołowa, NaCl, rozpuszcza się w wodzie, aby oddzielić jony NA⁺ i Cl^- sieci krystalicznych i otoczenia (hydrat) cząsteczek wody:

NaCl (y) → na⁺(AC) + Cl^-(AC)

ΔH = +3.87 kJ/mol

To znaczy rozpuszczająca się sól w wodzie, odpowiednio w celu ochłodzenia szkła lub pojemnika. Jednak pochłonięta ilość ciepła jest bardzo mała, więc nasze ręce odczuwają tylko niewielką zmianę temperatury.

Rozpuszczanie chloranu potasu w wodzie

Z drugiej strony chloran potasowy, kclo₃, Ma δh_Dis bardzo pozytywny:

Kcl₃(s) → k⁺(AC) + CLO₃^-(AC)

ΔH = +41.38 kJ/mol

Co oznacza, że ​​rozpuszczenie w wodzie pochłania się bardzo gorąco. I dlatego pojemnik znacznie ostygnie i zobaczymy, że otaczająca para wodna zwilkuje jego zewnętrzną powierzchnię.

Bibliografia

1. Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Chemia. (8 wyd.). Cengage Learning.
2. Wikipedia. (2020). Entalpia. Źródło: w:.Wikipedia.org
3. Helmestine, Anne Marie, pH.D. (28 sierpnia 2020). Definicja entalpii w chemii i fizyce. Odzyskane z: Thoughtco.com
4. Andrew Rader Studios. (2015). Energia i entalpia. Odzyskane z: Physics4Kids.com
5. Kiddle. (2020). Fakty entalpii dla dzieci. Źródło: fakty.Kiddle.współ
6. Admin. (21 grudnia 2010). Entalpia. Odzyskane z: oksyorganic chemikalia.com
7. María Estela Raffino. (11 lipca 2020 r.). Koncepcja Entalpia. Odzyskane z: koncepcja.z