ANO ANG ENTHALPY NG PORMASYON? (SA PAGSASANAY) - PISIKAL - 2025

Ang pagbuo ng enthalpy ay ang pagbabago sa enthalpy na nagdusa sa pagbuo ng isang nunal ng isang tambalan o sangkap sa ilalim ng mga karaniwang kondisyon. Sa pamamagitan ng karaniwang kondisyon ng presyon ay nauunawaan kung ang reaksyon ng pagbubuo ay isinasagawa sa presyon ng atmospera ng isang kapaligiran at sa temperatura ng silid na 25 degree Celsius o 298.15 Kelvin.

Ang normal na estado ng mga reaktibo na elemento sa isang reaksyon ng pormasyon ay tumutukoy sa pinakakaraniwang estado ng pagsasama (solid, likido, o gas) ng mga sangkap na nasa ilalim ng karaniwang mga kondisyon ng presyon at temperatura.

Sa reaksyon ng pagbuo ng isang compound, ang init ay ipinagpapalit sa kapaligiran. Pinagmulan: pixabay

Ang normal na estado ay tumutukoy din sa pinaka matatag na anyo ng allotropic ng mga reaktibong elementong ito sa ilalim ng mga karaniwang kondisyon ng reaksyon.

Ang enthalpy H ay isang function na thermodynamic na tinukoy bilang panloob na enerhiya U kasama ang produkto ng presyon P at ang dami V ng mga sangkap na nakikibahagi sa reaksiyong kemikal ng pagbuo ng isang sangkap na nunal:

H = U + P ∙ V

Ang Enthalpy ay may sukat ng enerhiya at sa International System ng mga sukat na ito ay sinusukat sa Joules.

Pamantayang enthalpy

Ang simbolo para sa enthalpy ay H, ngunit sa tiyak na kaso ng enthalpy ng pormasyon ay ipinapahiwatig ng ΔH0f upang ipahiwatig na tumutukoy ito sa pagbabago na naranasan ng function na thermodynamic na ito sa reaksyon ng pagbuo ng isang nunal ng isang tiyak na tambalan sa ilalim ng mga karaniwang kondisyon.

Sa notasyon, ang superscript 0 ay nagpapahiwatig ng mga pamantayang kondisyon, at ang subscript f ay nagpapahiwatig ng pagbuo ng isang nunal ng sangkap na nagsisimula sa mga reaksyon sa estado ng pagsasama-sama at ang pinaka-matatag na pormula ng mga reaksyon sa ilalim ng mga karaniwang kondisyon.

Init ng pagbuo

Ang unang batas ay nagtatatag na ang init ay nagpalitan sa isang thermodynamic na proseso ay katumbas ng pagkakaiba-iba ng panloob na enerhiya ng mga sangkap na kasangkot sa proseso kasama ang gawa na ginagawa ng mga sangkap na ito sa proseso:

Q = ΔU + W

Sa kasalukuyang kaso, ang reaksyon ay isinasagawa sa patuloy na presyon, partikular sa presyon ng isang kapaligiran, kaya ang gawain ay magiging produkto ng presyur at ang pagbabago sa dami.

Kung gayon ang init ng pagbuo ng isang tiyak na tambalan na ating ipakilala sa pamamagitan ng Q0f ay nauugnay sa pagbabago ng panloob na enerhiya at dami sa sumusunod na paraan:

Q0f = ΔU + P ΔV

Ngunit ang pag-alala sa kahulugan ng karaniwang enthalpy mayroon kami na:

Q0f = ΔH0f

Pagkakaiba sa pagitan ng enthalpy at init ng pagbuo

Ang expression na ito ay hindi nangangahulugan na ang init ng pormasyon at ang enthalpy ng pormasyon ay pareho. Ang tamang pagpapakahulugan ay ang pagpapalitan ng init sa panahon ng reaksyon ng pagbuo ay nagdulot ng pagbabago sa entropy ng sangkap na nabuo na nauugnay sa mga reaktor sa ilalim ng mga karaniwang kondisyon.

Sa kabilang banda, dahil ang enthalpy ay isang malawak na pagpapaandar ng thermodynamic, ang init ng pagbuo ay palaging tumutukoy sa isang nunal ng compound na nabuo.

Kung ang reaksyon ng pagbuo ay exothermic, kung gayon ang enthalpy ng pormasyon ay negatibo.

Sa kabilang banda, kung ang reaksyon ng pagbuo ay endothermic, kung gayon ang enthalpy ng pormasyon ay positibo.

Mga equation ng thermochemical

Sa isang equation na thermochemical formation, hindi lamang ang mga reaksyon at mga produkto ay dapat ipahiwatig. Sa unang lugar kinakailangan na ang equation ng kemikal ay balanse sa isang paraan na ang halaga ng tambalang nabuo ay palaging 1 nunal.

Sa kabilang banda, ang estado ng pagsasama-sama ng mga reaksyon at mga produkto ay dapat ipahiwatig sa equation ng kemikal. Kung kinakailangan, dapat ding ipahiwatig ang allotropic form ng parehong, dahil ang init ng pagbuo ay nakasalalay sa lahat ng mga kadahilanan na ito.

Sa isang equation na thermochemical formation, ang enthalpy ng pormasyon ay dapat ding ipahiwatig.

Tingnan natin ang ilang mga halimbawa ng maayos na mga equation na thermochemical:

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

Mahalagang pagsasaalang-alang

- Lahat ay balanse batay sa pagbuo ng 1 nunal ng produkto.

- Ang estado ng pagsasama-sama ng mga reagents at ang produkto ay ipinahiwatig.

- Ang enthalpy ng pormasyon ay ipinahiwatig.

Tandaan na ang enthalpy ng pormasyon ay nakasalalay sa estado ng pagsasama-sama ng produkto. Sa tatlong reaksyon, ang pinaka-matatag sa ilalim ng karaniwang mga kondisyon ay ang pangalawa.

Dahil ang mahalaga sa isang reaksiyong kemikal at sa partikular sa isang reaksyon ng pagbuo ay ang pagbabago ng entropy at hindi ang entropy mismo, napagkasunduan na ang mga purong elemento sa kanilang form na molekular at estado ng natural na pagsasama-sama sa ilalim ng karaniwang mga kondisyon ay may entropy ng pormasyon wala.

Narito ang ilang mga halimbawa:

O2 (g); ΔH0f = 0 kJ / mol

Cl2 (g); ΔH0f = 0 kJ / mol

Na (s); ΔH0f = 0 kJ / mol

C (grapayt); ΔH0f = 0 kJ / mol

Malutas na ehersisyo

-Ehersisyo 1

Alam na para sa pagbuo ng ethene (C2H4) kinakailangan upang mag-ambag ng 52 kJ ng init para sa bawat nunal at na ang mga reaksyon nito ay hydrogen at grapayt, isulat ang thermochemical equation para sa pagbuo ng ethene.

Solusyon

Una taasan ang equation ng kemikal at balansehin ito batay sa isang nunal ng ethene.

Pagkatapos ay isinasaalang-alang namin na kinakailangan na magbigay ng init para maganap ang reaksyon ng pagbuo, na nagpapahiwatig na ito ay isang reaksyon ng endothermic at samakatuwid ang pagbuo ng entropy ay positibo.

2 C (solidong grapayt) + 2 H2 (gas) → C2H4 (gas); ΔH0f = +52 kJ / mol

-Exercise 2

Sa ilalim ng karaniwang mga kondisyon, ang hydrogen at oxygen ay halo-halong sa isang 5-litro na lalagyan. Ang oxygen at hydrogen ay gumanti nang ganap nang walang anuman sa mga reaksyon upang mabuo ang hydrogen peroxide. Ang 38.35 kJ ng init ay pinakawalan sa kapaligiran sa reaksyon.

Ipahiwatig ang equation ng kemikal at thermochemical. Kalkulahin ang entropy ng pagbuo ng hydrogen peroxide.

Solusyon

Ang reaksyon ng pagbuo ng hydrogen peroxide ay:

H2 (gas) + O2 (gas) → H2O2 (likido)

Tandaan na ang equation ay nakabalanse batay sa isang nunal ng produkto. Iyon ay, kinakailangan ng isang nunal ng hydrogen at isang nunal ng oxygen upang makabuo ng isang nunal ng hydrogen peroxide.

Ngunit ang pahayag ng problema ay nagsasabi sa amin na ang hydrogen at oxygen ay halo-halong sa isang 5-litro na lalagyan sa ilalim ng karaniwang mga kondisyon, kaya alam namin na ang bawat isa sa mga gas ay sumasakop ng 5 litro.

Paggamit ng mga karaniwang kundisyon upang makuha ang equation ng thermochemical

Sa kabilang banda, sa pamamagitan ng karaniwang mga kondisyon ng presyon ng 1 atm = 1,013 x 10⁵ Pa at temperatura ng 25 ° C = 298.15 K.

Sa ilalim ng mga karaniwang kondisyon 1 mole ng perpektong gas ang sumakop sa 24.47 L, tulad ng maaaring mapatunayan mula sa sumusunod na pagkalkula:

V = (1 mol * 8.3145 J / (mol * K) * 298.15 K) / 1.03 x 10⁵ Pa = 0.02447 m³ = 24.47 L.

Dahil ang 5 L ay magagamit, kung gayon ang bilang ng mga moles ng bawat isa sa mga gas ay ibinibigay ng:

5 litro / 24.47 litro / nunal = 0.204 moles ng bawat isa sa mga gas.

Ayon sa balanseng equation ng kemikal, ang 0.204 moles ng hydrogen peroxide ay mabubuo, ilalabas ang 38.35 kJ ng init sa kapaligiran. Iyon ay, 38.35 kJ / 0.204 moles = 188 kJ / nunal ay kinakailangan upang mabuo ang isang nunal ng peroksayd.

Gayundin, dahil ang init ay pinakawalan sa kapaligiran sa panahon ng reaksyon, kung gayon ang enthalpy ng pormasyon ay negatibo. Sa wakas na nagreresulta sa sumusunod na thermochemical equation:

H2 (gas) + O2 (gas) → H2O2 (likido); ΔH0f = -188 kJ / mol

Mga Sanggunian

1. Chestnuts E. Enthalpy sa mga reaksyon ng kemikal. Nabawi mula sa: lidiaconlaquimica.wordpress.com
2. Thermochemistry. Nakakatawa ng reaksyon. Nabawi mula sa: recursostic.educacion.es
3. Thermochemistry. Kahulugan ng karaniwang reaksyon enthalpy. Nabawi mula sa: quimitube.com
4. Thermochemistry. Kahulugan ng enthalpy ng pagbuo at mga halimbawa. Nabawi mula sa: quimitube.com
5. Wikipedia. Standard enthalpy ng reaksyon. Nabawi mula sa: wikipedia.com
6. Wikipedia. Formal enthalpy. Nabawi mula sa: wikipedia.com