Jak najít entalpickou reakci -

Během chemických reakcí, absorpce nebo uvolňování tepla do životního prostředí. Taková výměna tepla mezi chemickou reakcí a životním prostředím se nazývá entalpie nebo h. Nicméně, to není možné měřit entalpii přímo, proto je obvyklá pro výpočet změny okolní teploty (označeno ΔH). Δh ukazuje, že během chemické reakce se teplo uvolňuje do životního prostředí (exotermní reakce) nebo absorpci tepla (endotermní reakce). Entalpie se vypočítá: Δh = m x s x Δt, kde m je hmotnost činidel, S je tepelná kapacita reakčního produktu, ΔT - změna teploty v důsledku reakce.

Kroky

Metoda 1 z 3:

Řešení úkolů pro entalpie

jeden. Určete činidla a reakční produkty. Jakákoliv chemická reakce má reagencie a reakční produkty. Reakční produkt Vytvořený V důsledku interakce činidel. Jinými slovy, reagencie jsou ingredience v receptu a reakční produkt je hotová mísa. Chcete-li najít Δh reakce, potřebujete znát činidla a reakční produkty.

Například je nutné najít entalpii reakce tvorby vody z vodíku a kyslíku: 2H₂ (vodík) + o₂ (kyslík) → 2h₂O (voda). V této reakci H₂ a Ó₂ - reagencie a H₂Ó - reakce produktu.

Obrázek s názvem Vypočítat entalpii chemické reakce krok 2

2. Určete celkovou hmotnost činidel. Dále je nutné vypočítat hmotnost činidel. Pokud je nemůžete vážit, pak vypočítat molekulovou hmotnost najít skutečný. Molekulová hmotnost je konstanta, která se nachází v periodické tabulce MENDELEEV nebo v jiných tabulkách molekul a spojů. Vynásobte hmotnost každého činidla na počet molů.

V našem příkladu mají vodík a kyslíková činidla molekulová hmotnost 2 g a 32 g, resp. Protože používáme 2 stojany vodíku (koeficient v chemické reakci na vodík H₂) a 1 molární kyslík (žádný koeficient před O₂ Označuje 1 mol), pak se vypočítá celková hmotnost činidel následujícím způsobem:
2 × (2 g) + 1 × (32 g) = 4 g + 32 g = 36 g

Obrázek s názvem Vypočítat entalpii chemické reakce krok 3

3. Určete tepelnou kapacitu produktu. Dále určete tepelnou kapacitu reakčního produktu. Každá molekula má určité množství tepelné kapacity, což je konstantní. Najít tento trvalý v tabulkách učebnice chemie. Existuje několik jednotek měření tepelné kapacity - v našich výpočtech používáme J / g ° C.

Všimněte si, že v přítomnosti několika reakčních produktů budete muset vypočítat tepelnou kapacitu každého, a pak je přeložit, abyste získali entalaci celé reakce.

V našem příkladu je reakční produkt voda, která má tepelnou kapacitu 4,2 J / g ° C.

Obrázek s názvem Vypočítat entalpii chemické reakce krok 4

4. Najít změnu teploty. Nyní najdeme Δt - teplotní rozdíl před a po reakci. Od počáteční teploty (T1) odečíst konečnou teplotu (T2). Nejčastěji v chemických úkolech se používá měřítko Celvin (K) (ačkoli Celsia stupnice (° C) bude stejný výsledek).

V našem příkladu předpokládejme, že počáteční reakční teplota byla 185 k, a po reakci se stala 95 k, to znamená, že Δt se vypočítá následujícím způsobem:
Δt = t2 - t1 = 95 k - 185 k = -90 K

Obrázek s názvem Vypočítat entalpii chemické reakce krok 5

Pět. Najít entalpii podle vzorce Δh = M X S x Δt. Pokud m je hmotnost činidel, S je tepelná kapacita reakčního produktu a Δt - změna teploty, pak můžete vypočítat entalpii reakce. Subdold hodnoty ve vzorci Δh = M X S x Δt a dostat entalpie. Výsledek se vypočítá v Joules (J).

V našem příkladu se entalpie vypočítá tak:
Δh = (36 g) × (4,2 jk - 1 g - 1) × (-90 k) =-13608 J

Obrázek s názvem Vypočítat entalpii chemické reakce krok 6

6. Určete, zda je energie během zvážení reakce uvolněna nebo absorbována. Jedním z nejčasnějších důvodů, pro které se v praxi vyžaduje, je zjistit, zda je reakce exotermní (uvolňování tepla a redukce energetické energie) nebo endotermické (absorpce tepla z prostředí a zvýšení energií). Pokud je hodnota ΔH pozitivní, znamená to, že reakce je endotermická. Je-li negativní, to znamená, že reakce je exotermická. Čím větší je absolutní hodnota ΔH, čím více energie se uvolňuje nebo vstřebává. Buďte opatrní, pokud budete trávit praktické zkušenosti: Během reakcí s vysokou hodnotou entalpie může nastat spoustu energie vydání, a pokud postupuje rychle, může přinést do výbuchu.

V našem příkladu konečný výsledek byl roven -13608 J. Před smyslu entalpie, negativního znamení, což znamená, že reakce Exotermní. Horké plyny (jako pár) h₂ a o₂ Musí existovat určité množství tepla pro vytvoření molekuly vody, tj. Tvorba H₂O je exotermní.

Metoda 2 z 3:

Hodnocení entalpie

jeden. Vypočítejte energii posouzení entalpie. Téměř všechny chemické reakce vedou k lámání některých spojů a tvorby druhých. Energie v důsledku reakce nedochází nikde a nezničí: to je energie, která je nutná pro přestávku nebo tvorbu těchto vazeb. Změna entalpie celé reakce proto může být poměrně přesná součtem energie těchto vazeb.

Zvažte například reakci: h₂ + F₂ → 2HF. V tomto případě energie rozbije vazbu v molekule H₂ je 436 kJ / mol a energie pro mezeru f₂ je 158 kJ / mol. Konečně energie potřebná pro tvorbu komunikace v molekule HF z H a F = -568 kJ / mol. Vynásobte poslední hodnotu o 2, protože během reakce dostaneme 2 mol HF: 2 × -568 = -1136 kJ / mol. Sklopte hodnoty:
436 + 158 + (-1136) = -542 kJ / mol.

Obrázek s názvem Vypočítat entalpii chemické reakce krok 8

2. Použijte entalpie vzdělávání k hodnocení entalpie. Entalpie vzdělávání umožňuje spočítat ΔH prostřednictvím výpočtu reaktantů a produktů. Je-li známa entalpie tvorby reakčních a reakčních produktů, pak můžete ocenit entalpie jako celek přidáním, stejně jako v případě, že je diskutováno výše.

Zvažte například následující reakci: C₂H_PětOh + 3o₂ → 2CO₂ + 3h₂Ó. Víme, že se počítá entalpie vzdělávání:
C₂H_PětOh → 2C + 3H₂ + 0.5o₂ = 228 kJ / mol
2c + 2o₂ → 2CO₂ = -394 × 2 = -788 kJ / mol
3h₂ + jeden.5 O. O₂ → 3h₂O = -286 × 3 = -858 kJ / mol
Nyní je nutné vytvořit hodnoty získaných výše uvedených látek, pro stanovení entalpie reakce: C₂H_PětOh + 3o₂ → 2CO₂ + 3h₂Ó,
228 + -788 + -858 = -1418 kJ / mol.

Obrázek s názvem Vypočítat entalpii chemické reakce krok 9

3. Nezapomeňte na značky před hodnotami entalpie. Při výpočtu entalpie vzdělávacího vzorce určit entalpii reakce produktu, obrátíte se a znamení entalpie by se mělo změnit. Jinými slovy, pokud otočíte vzorec, znamení entalpie by mělo být změněno na opak.

V příkladu si všimněte, že tvorba reakce pro výrobek C₂H_PětOh zaznamenal naopak. C₂H_PětOh → 2C + 3H₂ + 0.5o₂ To je C₂H_PětOh se rozpadá, není syntetizován. Proto je znamení před entalpií v takové reakci pozitivní, 228 kJ / mol, i když entalpie vzdělávání C₂H_PětOh je -228 kJ / mol.

Metoda 3 z 3:

Pozorování entalpie během experimentu

jeden. Vezměte čistou kapacitu a nalijte tam vodu. Viz principy entalpie v akci nejsou obtížné - stačí provést jednoduché zkušenosti. Je nezbytné, aby výsledkem experimentu nemá vliv na zahraniční znečišťující látky, takže nádoba musí být promyta a sterilizována. Acadeuses pro měřicí entalpie používají speciální uzavřené kontejnery - kalorimetry, ale je vhodné pro skleněné sklo nebo baňky. Naplňte kapacitu čisté vodní vody teploty vody. Doporučuje se provádět experiment v chladném pokoji.

Pro experiment je vhodné použít malý kontejner. Budeme zvažovat entalpii reakce vody z Alca-Seltzera, proto, čím menší je voda použita, tím více je zřejmě změna teploty.

Obrázek s názvem Vypočítat entalpii chemické reakce krok 11

2. Umístěte teploměr do nádoby. Vezměte teploměr a spusťte jej do nádoby s vodou tak, aby byla ohraničení teploty při teplotě nižší než hladinou vody. Vyjměte čtecí teploměr - bude to počáteční teplota, T1.

Předpokládejme, že teplota vody je 10 ° C. Tuto hodnotu použijeme k prokázání principů entalpie.

Obrázek s názvem Vypočítat entalpii chemické reakce krok 12

3. Přidejte jednu tabletu "Alka-Zelter" do kontejneru. Připraven začít zkušenosti? Hodit jednu tabletu "alka-seltzer". Okamžitě začíná bubble a syčit. To je způsobeno reakcí mezi hydrogenuhličitanem (HCO₃) a kyselina citronu (h). Výsledkem je, že voda a oxid uhličitý tvoří vzorec: 3HCO₃ + 3H → 3h₂O + 3CO₂.

Obrázek s názvem Vypočítat entalpii chemické reakce krok 13

4. Změřte konečnou teplotu. Sledujte průběh reakce: Tablet "Alca-Seltzer" se postupně rozpustí. Když se úplně rozpouští, změřte teplotu znovu. Voda by měla být trochu chladnější. Pokud se teplota vody naproti stala vyšší, znamená to, že experiment byl zabráněno některými vnějšími faktory (například příliš teplou místnost, kde byl proveden experiment).

Předpokládejme, že teplota je nyní 8 ° C.

Obrázek s názvem Vypočítat entalpii chemické reakce krok 14

Pět. Vypočítejte entalpii reakce. Když se tablet "Alka-Seltzer" reaguje s vodou, vodou a oxid uhličitý (velmi humbukové bubliny) a snížení teploty (to je výsledek, který by se měl stát, pokud se zkušenost úspěšně uplynula). Může být dospělo k závěru, že tato chemická reakce je endotermická, to je doprovázena absorpcí energie z prostředí - v tomto případě. V důsledku toho se teplota vody snižuje.

V našem experimentu se teplota vody snížila o dva stupně. To je v souladu s teorií: odezva na rozpouštění "Alka-Seltzer" ve vodě endotermické a je doprovázena malou absorpcí energie.

Tipy

Ve výpočtech se používá Celvin Scale (K) - jedná se o teplotní stupnici, analogické měřítko Celsia a často používané v chemii a fyzice. Chcete-li překládat hodnotu stupňů Celsia do Kelvina, je nutné přidat nebo odečíst 273 stupňů: k = ° C + 273.