- Nakaraang konsepto upang maunawaan ang init ng reaksyon: pagkakaiba sa pagitan ng ΔH at ΔHº
- Init ng pagbuo
- Pagkalkula ng enthalpy ng reaksyon
- 1- Pang-eksperimentong pagkalkula
- 2- Teoretikal na pagkalkula
- Mga Sanggunian
Ang init ng reaksyon o enthalpy ng reaksyon (ΔH) ay ang pagbabago sa enthalpy ng isang reaksyon ng kemikal na nangyayari sa palaging presyon. Ito ay isang yunit ng termodinamikong pagsukat na kapaki-pakinabang para sa pagkalkula ng dami ng enerhiya sa bawat nunal na pinakawalan o ginawa sa isang reaksyon.
Dahil ang enthalpy ay nagmula sa presyon, dami, at panloob na enerhiya, na ang lahat ay mga function ng estado, ang enthalpy ay isang function din ng estado.
Ang ΔH, o ang pagbabago ng enthalpy ay lumitaw bilang isang yunit ng pagsukat na inilaan upang makalkula ang pagbabago ng enerhiya ng isang sistema kapag naging napakahirap hanapin ang ΔU, o pagbabago sa panloob na enerhiya ng isang system, sabay-sabay na pagsukat ng dami ng init at trabaho napalitan.
Dahil sa isang palaging presyon, ang pagbabago ng enthalpy ay katumbas ng init at maaaring masukat bilang ΔH = q.
Ang notasyon ΔHº o ΔHº r pagkatapos ay bumangon upang ipaliwanag ang tumpak na temperatura at presyon ng init ng reaksyon ΔH.
Ang pamantayang enthalpy ng reaksyon ay sinasagisag ng ΔHº o ΔHºrxn at maaaring ipalagay ang parehong positibo at negatibong mga halaga. Ang mga yunit para sa ΔHº ay mga kiloJoules bawat taling, o kj / nunal.
Nakaraang konsepto upang maunawaan ang init ng reaksyon: pagkakaiba sa pagitan ng ΔH at ΔHº
Δ = ay kumakatawan sa pagbabago sa enthalpy (enthalpy ng mga produkto minus enthalpy ng mga reaksyon).
Ang isang positibong halaga ay nagpapahiwatig na ang mga produkto ay may mas mataas na enthalpy, o na ito ay isang endothermic reaksyon (kinakailangan ng init).
Ang isang negatibong halaga ay nagpapahiwatig na ang mga reaksyon ay may mas mataas na enthalpy, o na ito ay isang exothermic reaksyon (ang init ay ginawa).
Ang ibig sabihin ng º = ay ang reaksyon ay isang karaniwang enthalpy na pagbabago, at nangyayari sa isang preset na presyon / temperatura.
r = nagpapahiwatig na ang pagbabagong ito ay ang enthalpy ng reaksyon.
Ang Pamantayang Estado: ang pamantayang estado ng isang solid o likido ay ang purong sangkap sa isang presyon ng 1 bar o kung ano ang parehong 1 na kapaligiran (105 Pa) at isang temperatura na 25 ° C, o kung ano ang parehong 298 K .
Ang ΔHº r ay ang karaniwang init ng reaksyon o karaniwang enthalpy ng isang reaksyon, at tulad ng itH sinusukat din nito ang enthalpy ng isang reaksyon. Gayunpaman, ang ΔHºrxn ay nagaganap sa ilalim ng mga kondisyon na "standard", na nangangahulugang naganap ang reaksyon sa 25 ° C at 1 atm.
Ang benepisyo ng isang pagsukat ng underH sa ilalim ng karaniwang mga kondisyon ay nasa kakayahang maiugnay ang isang halaga ng ΔHº sa isa pa, dahil nangyayari ito sa ilalim ng parehong mga kondisyon.
Init ng pagbuo
Ang karaniwang init ng pagbuo, ΔH f º, ng isang kemikal ay ang dami ng init na nasisipsip o pinakawalan mula sa pagbuo ng 1 mole ng kemikal na iyon sa 25 degree Celsius at 1 bar ng mga elemento nito sa kanilang mga pamantayang estado.
Ang isang elemento ay nasa pamantayang estado kung ito ay nasa pinaka matatag na porma at ang pisikal na estado nito (solid, likido o gas) sa 25 degree Celsius at 1 bar.
Halimbawa, ang karaniwang init ng pagbuo para sa carbon dioxide ay nagsasangkot ng oxygen at carbon bilang mga reaksyon.
Ang oxygen ay mas matatag bilang mga molekulang O 2 gas , habang ang carbon ay mas matatag bilang solidong grapayt. (Ang grapiko ay mas matatag kaysa sa brilyante sa ilalim ng mga karaniwang kondisyon).
Upang maipahayag ang kahulugan ng isa pang paraan, ang karaniwang init ng pagbuo ay isang espesyal na uri ng pamantayang init ng reaksyon.
Ang reaksyon ay ang pagbuo ng 1 nunal ng isang kemikal mula sa mga elemento nito sa kanilang mga pamantayang estado sa ilalim ng karaniwang mga kondisyon.
Ang karaniwang init ng pagbuo ay tinatawag ding standard enthalpy ng pagbuo (bagaman ito ay talagang isang pagbabago sa enthalpy).
Sa pamamagitan ng kahulugan, ang pagbuo ng isang elemento ng kanyang sarili ay hindi makagawa ng anumang pagbabago sa enthalpy, kaya ang karaniwang init ng reaksyon para sa lahat ng mga elemento ay zero (Cai, 2014).
Pagkalkula ng enthalpy ng reaksyon
1- Pang-eksperimentong pagkalkula
Ang Enthalpy ay maaaring masukat sa eksperimento sa pamamagitan ng paggamit ng isang calorimeter. Ang calorimeter ay isang instrumento kung saan ang isang sample ay reaksyon sa pamamagitan ng mga de-koryenteng cable na nagbibigay ng activation energy. Ang sample ay nasa isang lalagyan na napapaligiran ng tubig na patuloy na pinukaw.
Sa pamamagitan ng pagsukat sa pagbabago ng temperatura na nangyayari kapag ang reaksyon ay sumasagot, at alam ang tiyak na init ng tubig at ang masa nito, ang init na pinakawalan o hinihigop ng reaksyon ay kinakalkula gamit ang equation q = Cesp xmx ΔT.
Sa ekwasyong ito q ay init, ang Cesp ay ang tiyak na init sa kasong ito ng tubig na katumbas ng 1 calorie bawat gramo, m ay ang masa ng tubig at ang ΔT ay ang pagbabago sa temperatura.
Ang calorimeter ay isang nakahiwalay na sistema na may palaging presyon, kaya ang ΔH r = q
2- Teoretikal na pagkalkula
Ang pagbabago ng enthalpy ay hindi nakasalalay sa partikular na landas ng isang reaksyon, ngunit sa antas lamang ng pandaigdigang enerhiya ng mga produkto at mga reaksyon. Ang Enthalpy ay isang pag-andar ng estado, at tulad nito, ito ay additive.
Upang makalkula ang karaniwang enthalpy ng isang reaksyon, maaari naming idagdag ang karaniwang mga enthalpies ng pagbuo ng mga reaksyon at ibawas ito mula sa kabuuan ng karaniwang enthalpies ng pagbuo ng mga produkto (Walang hanggan, SF). Na-estado sa matematika, ito ay nagbibigay sa amin:
.DELTA.H r ° = Σ .DELTA.H f ° (mga produkto) - Σ .DELTA.H f ° ( reaksyon ).
Ang mga Enthalpies ng mga reaksyon ay karaniwang kinakalkula mula sa enthalpies ng pagbuo ng reaksyon sa ilalim ng normal na mga kondisyon (presyon ng 1 bar at temperatura 25 degrees Celsius).
Upang ipaliwanag ito prinsipyo ng termodinamika, kakalkulahin namin ang entalpya ng reaksyon para sa combustion ng methane (CH 4 ) ayon sa ang formula:
CH 4 (g) + 2O 2 (g) → CO 2 (g) + 2H 2 O (g)
Upang makalkula ang karaniwang enthalpy ng reaksyon, kailangan nating hanapin ang mga karaniwang enthalpies ng pagbuo para sa bawat isa sa mga reaktor at produkto na kasangkot sa reaksyon.
Ang mga ito ay karaniwang matatagpuan sa isang apendiks o sa iba't ibang mga online na talahanayan. Para sa reaksyon na ito, ang data na kailangan namin ay:
H f ° CH 4 (g) = -75 kjoul / mol.
H f º O 2 (g) = 0 kjoul / mol.
H f ° CO 2 (g) = -394 kjoul / mol.
H f º H 2 O (g) = -284 kjoul / mol.
Tandaan na dahil nasa pamantayang estado nito, ang karaniwang enthalpy ng pagbuo para sa gas ng oxygen ay 0 kJ / mol.
Sa ibaba, ibubuod namin ang aming mga karaniwang enthalpies ng pormasyon. Tandaan na dahil ang mga yunit ay nasa kJ / mol, kailangan nating dumami ng mga koepisyentong stoichiometric sa balanseng reaksyon ng reaksyon (Leaf Group Ltd, SF).
.DELTA.H Σ f ° (mga produkto) .DELTA.H = f º CO 2 +2 .DELTA.H f º H 2 O
Σ ΔH f º (mga produkto) = -1 (394 kjoul / mol) -2 (284 kjoul / mol) = -962 kjoul / mol
.DELTA.H Σ f ° (reaksyon) .DELTA.H = f º CH 4 + AH f º O 2
Σ ΔH f º (mga reaksyon ) = -75 kjoul / mol + 2 (0 kjoul / mol) = -75 kjoul / mol
Ngayon, mahahanap namin ang karaniwang enthalpy ng reaksyon:
ΔH r ° = Σ ΔH f º (mga produkto) - Σ ΔH f º ( reaksyon ) = (- 962) - (- 75) =
ΔH r ° = - 887kJ / mol.
Mga Sanggunian
- Anne Marie Helmenstine. (2014, Hunyo 11). Enthalpy ng Reaction Definition. Nabawi mula sa thoughtco: thoughtco.com.
- (SF). Standard Enthalpy of Reaction. Nabawi mula sa walang hanggan: borderless.com.
- Cai, E. (2014, Marso 11). karaniwang init ng pagbuo. Nabawi mula sa chemicalstatistician: chemicalstatistician.wordpress.com.
- Clark, J. (2013, Mayo). Iba't ibang mga kahulugan ng pagbabago sa enthalpy. Nabawi mula sa chemguide.co.uk: chemguide.co.uk.
- Jonathan Nguyen, GL (2017, Pebrero 9). Standard Enthalpy ng Pagbuo. Nabawi mula sa chem.libretexts.org: chem.libretexts.org.
- Leaf Group Ltd. (SF). Paano Kalkulahin ang Mga Enthalpies ng Reaction. Nabawi mula sa sciencing: sciencing.com.
- Rachel Martin, EY (2014, Mayo 7). Init ng Reaksyon. Nabawi mula sa chem.libretexts.org: chem.libretexts.org.