Co to jest entalpia treningowa? (Z ćwiczeniami)

Entalpia treningowa Jest to zmiana poniesiona przez entalpię w tworzeniu mola związku lub substancji w standardowych warunkach. Standardowe warunki ciśnienia jest rozumiane, gdy reakcja formowania jest przeprowadzana pod ciśnieniem atmosferycznym z atmosfery i w temperaturze pokojowej 25 stopni Celsjusza lub 298,15 Kelvin.

Normalny stan elementów reaktywnych w reakcji formacyjnej odnosi się do stanu agregacji (stałego, ciekłego lub gazowego) bardziej powszechnych z tych substancji w standardowych warunkach ciśnienia i temperatury.

W reakcji tworzenia związku wymieniane jest ciepło ze środowiskiem. Źródło: Pixabay

Status normalny odnosi się również do najbardziej stabilnej alotropowej postaci tych elementów reaktywnych w standardowych warunkach reakcji.

Entalpía H jest funkcją termodynamiczną, która jest zdefiniowana jako energia wewnętrzna lub bardziej iloczyn ciśnienia p objętości V substancji zaangażowanych w reakcję chemiczną tworzenia substancji molowej:

H = u + p ∙ v

Entalpía ma wymiary energii, a w międzynarodowym systemie miar mierzy się u dżuli.

[TOC]

Standardowa entalpia

Symbkiem entalpii jest H, ale w konkretnym przypadku entalpii treningowej jest oznaczona przez δH0F, aby wskazać, że odnosi się ona do zmiany doświadczonej przez tę funkcję termodynamiczną w reakcji tworzenia mola określonego związku w standardowych warunkach w standardowych warunkach warunki.

W notacji Superisiorize 0 wskazuje standardowe warunki i indeks dolny.

Ciepło formacyjne

Pierwsze prawo określa, że ​​ciepło wymieniane w procesie termodynamicznym jest równe zmienności energii wewnętrznej substancji zaangażowanych w proces plus prace przeprowadzane przez te substancje w tym procesie:

Q = δu + w

W przypadku reakcji reakcja jest przeprowadzana pod stałym ciśnieniem, w szczególności pod ciśnieniem atmosfery, więc praca będzie wynikiem ciśnienia zmiany objętości.

Następnie ciepło tworzenia pewnego związku, które będziemy oznaczyć przez Q0F, jest związane ze zmianą energii wewnętrznej i objętości w następujący sposób:

Q0f = δu + p δv

Ale pamiętając o definicji standardowej entalpii, musimy:

Q0f = δH0F

Różnica między entalpią a ciepłem formacji

To wyrażenie nie oznacza, że ​​trening entalpii ciepła i treningu jest taki sam. Prawidłowa interpretacja polega na tym, że ciepło wymieniane podczas reakcji formacji spowodowało zmianę entropii substancji utworzonej w stosunku do odczynników w standardowych warunkach.

Z drugiej strony, ponieważ entalpia jest obszerną funkcją termodynamiczną, ciepło formacji zawsze odnosi się do mola uformowanego związku.

Jeśli reakcja treningowa jest egzotermiczna, entalpia treningowa jest negatywna.

Wręcz przeciwnie, jeśli reakcja treningowa jest endotermiczna, entalpia treningowa jest pozytywna.

Równania termochemiczne

W równaniu szkoleniowym termochemii nie tylko należy wskazać odczynniki i produkty. Po pierwsze, konieczne jest zrównoważenie równania chemicznego w taki sposób, aby ilość uformowanego związku wynosi zawsze 1 mol.

Z drugiej strony w równaniu chemicznym należy wskazać status agregacji odczynników i produktów. W razie potrzeby należy również wskazać ich forma alotropowa, ponieważ ciepło formowania zależy od wszystkich tych czynników.

W równaniu szkoleniowym termochemii należy również wskazać entalpię treningową.

Spójrzmy na kilka przykładów dobrze zakraczonych równań termochemicznych:

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

Ważne rozważania

- Wszystkie są zrównoważone na podstawie tworzenia 1 mol produktu.

- Wskazany jest status agregacji odczynników i produktu.

- Entalpia treningowa jest wskazana.

Zauważ, że entalpia szkoleniowa zależy od stanu agregacji produktu. Spośród trzech reakcji najbardziej stabilna w standardowych warunkach jest druga.

Ponieważ liczy się w reakcji chemicznej, a zwłaszcza w jednym z tworzenia.

Oto kilka przykładów:

O2 (g); ΔH0F = 0 kJ/mol

Cl2 (g); ΔH0F = 0 kJ/mol

Na (s); ΔH0F = 0 kJ/mol

C (grafit); ΔH0F = 0 kJ/mol

Rozwiązane ćwiczenia

-Ćwiczenie 1

Wiedząc, że dla utworzenia eteno (C2H4) jest konieczne.

Rozwiązanie 

Po pierwsze, proponujemy równanie chemiczne i równoważymy je na podstawie mol eteenu.

Następnie bierzemy pod uwagę, że konieczne jest zapewnienie ciepła, aby reakcja treningowa została przeprowadzona, wskazując, że jest to reakcja endotermiczna, a zatem entropia treningowa jest dodatnia.

2 C (stały grafit) + 2 H2 (gaz) → C2H4 (gaz); ΔH0F = +52 kJ/mol

-Ćwiczenie 2

W standardowych warunkach są mieszane w pojemniku o długości 5 litrów wodoru i tlenu. Tlen i wodór reagują całkowicie bez żadnego z odczynników, tworząc nadtlenek wodoru. W reakcji 38,35 kJ ciepła do środowiska zostały uwolnione.

Stanowić równanie chemiczne i termochemiczne. Obliczyć entropię tworzenia nadtlenku wodoru.

Rozwiązanie 

Reakcja tworzenia nadtlenku wodoru wynosi:

H2 (gaz) + O2 (gaz) → H2O2 (ciecz)

Zauważ, że równanie jest już zrównoważone na podstawie mol produktu. Oznacza to, że kret wodoru i mol tlenu jest wymagany do wytworzenia mola nadtlenku wodoru.

Ale stwierdzenie problemu mówi nam, że w 5 -litrowym wodorze i tlenu pojemnika są mieszane w standardowych warunkach, więc wiemy, że każda z gazów zajmuje 5 litrów.

Zastosowanie standardowych warunków do uzyskania równania termochemii

Z drugiej strony rozumiane są standardowe warunki.

W warunkach standardowych 1 mol gazu idealnego zajmie 24,47 l, co można zweryfikować na podstawie następujących obliczeń:

V = (1 mol * 83145 J / (mol * k) * 298,15 k) / 1,03 x 10⁵ PA = 0,02447 m3 = 24,47 l.

Jak dostępne dla 5 l, liczba moli każdego z gazów jest podana przez:

5 litrów / 24,47 litrów / mol = 0,204 moli każdego z gazów.

Według zrównoważonego równania chemicznego powstanie 0,204 mole nadtlenku wodoru, w którym uwolniły 38,35 kJ ciepła do środowiska. To znaczy, aby utworzyć mol nadtlenku, wymagane są 38,35 kJ / 0,204 mole = 188 kJ / mol.

Ponadto, ponieważ ciepło jest uwalniane do środowiska podczas reakcji, więc entalpia formacji jest ujemna. Wreszcie następujące równanie termochemiczne:

H2 (gaz) + O2 (gaz) → H2O2 (ciecz); ΔH0F = -188 kJ/mol

Bibliografia

1. Castaños e. Entalpia w reakcjach chemicznych. Odzyskane z: lidiaconlachimica.WordPress.com
2. Termochemia. Entalpia reakcji. Źródło: Zasoby.Edukacja.Jest
3. Termochemia. Definicja standardowej entalpii reakcji. Odzyskane z: QuimiTube.com
4. Termochemia. Definicja entalpii treningowej i przykładów. Odzyskane z: QuimiTube.com
5. Wikipedia. Standardowa entalpia reakcji. Odzyskane z: Wikipedia.com
6. Wikipedia. Entalpia treningowa. Odzyskane z: Wikipedia.com