Hoe een enthalpy reactie te vinden

Tijdens chemische reacties, absorptie of warmteafgifte in het milieu. Een dergelijke warmte-uitwisseling tussen de chemische reactie en het milieu wordt enthalpie genoemd, of H. Het is echter onmogelijk om enthalpie rechtstreeks te meten, daarom is het gebruikelijk om de verandering in de omgevingstemperatuur te berekenen (aangeduid als ΔH). ΔH laat zien dat tijdens de chemische reactie warmte wordt vrijgegeven aan de omgeving (exotherme reactie) of warmteabsorptie (endothermische reactie). De enthalpie wordt berekend: ΔH = m x s x Δt, waarbij m de massa reagentia is, is S de warmtecapaciteit van het reactieproduct, ΔT - verandering in temperatuur als gevolg van de reactie.

Stappen

Methode 1 van 3:
Taken oplossen voor enthalpie
  1. Titel afbeelding Bereken de enthalpie van een chemische reactie Stap 1
een. Bepaal de reagentia en reactieproducten. Elke chemische reactie heeft reagentia en reactieproducten. Reactieproduct Gemaakt Als gevolg van de interactie van reagentia. Met andere woorden, reagentia zijn ingrediënten in het recept en het reactieproduct is een kant-en-klare schotel. Om ΔH-reactie te vinden, moet u reagentia en reactieproducten kennen.
  • Het is bijvoorbeeld noodzakelijk om de enthalpie van watervormingsreactie van waterstof en zuurstof te vinden: 2h2 (waterstof) + O2 (zuurstof) → 2h2O (water). In deze reactie H2 en O2 - Reagentia, en H2O - Productreactie.
  • Titel afbeelding Bereken de enthalpie van een chemische reactie Stap 2
    2. Bepaal de totale massa reagentia. Vervolgens is het noodzakelijk om de massa van reagentia te berekenen. Als je ze niet kunt wegen, bereken je het molecuulgewicht om de daadwerkelijke te vinden. Molecuulgewicht is een constante, die te vinden is in het periodiek systeem van Mendeleev of in andere tafels van moleculen en verbindingen. Vermenigvuldig de massa van elk reagens op het aantal mol.
  • In ons voorbeeld hebben waterstof en zuurstofreagentia molecuulgewichten 2 g en 32 g respectievelijk. Omdat we 2 krachten van waterstof gebruiken (de coëfficiënt in de chemische reactie op waterstof H2) en 1 mol zuurstof (geen coëfficiënt voor o2 Duidt op 1 mol), dan wordt de totale massa van reagentia als volgt berekend:
    2 × (2 g) + 1 × (32 g) = 4 g + 32 g = 36 g
  • Titel afbeelding Bereken de enthalpie van een chemische reactie Stap 3
    3. Bepaal de warmtecapaciteit van het product. Bepaal vervolgens de warmtecapaciteit van het reactieproduct. Elk molecuul heeft een bepaalde hoeveelheid warmtecapaciteit, die constant is. Vind dit permanent in de tabellen van chemiehandboek. Er zijn verschillende eenheden meten van warmtecapaciteit - in onze berekeningen zullen we J / G ° C gebruiken.
  • Merk op dat in de aanwezigheid van verschillende reactieproducten, u de warmtecapaciteit van elk moet berekenen en vervolgens vouwt om de enthalpie van de gehele reactie te krijgen.
  • In ons voorbeeld is het reactieproduct water dat warmtecapaciteit heeft 4.2 j / g ° C.
  • Titel afbeelding Bereken de enthalpie van een chemische reactie Stap 4
    4. Zoek een verandering in temperatuur. Nu zullen we ΔT - het temperatuurverschil vóór en na de reactie vinden. Afgezien van de initiële temperatuur (T1), aftrek de uiteindelijke temperatuur (T2). Meestal wordt de schaal van de chemie-taken gebruikt (K) (hoewel de Celsius-schaal (° C) hetzelfde resultaat zal zijn).
  • Laten we in ons voorbeeld aannemen dat de initiële reactietemperatuur 185 K was, en na de reactie werd het 95 K, het betekent dat Δt als volgt wordt berekend:
    Δt = t2 - t1 = 95 k - 185 k = -90 K
  • Titel afbeelding Bereken de enthalpie van een chemische reactie Stap 5
    vijf. Zoek de enthalpie met de formule ΔH = M X S x Δt. Als M een massa reagentia is, is S de warmtecapaciteit van het reactieproduct en ΔT - een temperatuurverandering, dan kunt u de enthalpie van de reactie berekenen. SUBS-waarden in de formule ΔH = M X S x Δt en krijg enthalpie. Het resultaat wordt berekend in Joules (J).
  • In ons voorbeeld wordt enthalpie berekend:
    ΔH = (36 g) × (4.2 JK - 1 G - 1) × (-90 k) =-13608 J
  • Titel afbeelding Bereken de enthalpie van een chemische reactie Stap 6
    6. Bepaal of energie tijdens de in overweging van de reactie wordt vrijgegeven of geabsorbeerd. Een van de meest voorkomende redenen waarvoor Ah in de praktijk is vereist, is om erachter te komen of de reactie exotherm is (warmteafgifte en vermindering van energetische energie) of endotherm (warmteabsorptie van het milieu en een toename van energieën). Als de waarde van Δh positief is, betekent dit dat de reactie endotherm is. Als negatief, betekent dit, de reactie is exothermisch. Hoe groter de absolute waarde van Δh, hoe meer energie wordt vrijgegeven of geabsorbeerd. Wees voorzichtig als je praktische ervaring zult doorbrengen: tijdens reacties met een hoge waarde van enthalpy kan veel energie vrijgeven, en als het snel verder gaat, kan het een explosie brengen.
  • In ons voorbeeld was het eindresultaat gelijk aan -13608 J. Vóór de betekenis van de enthalpie, een negatief teken, wat betekent dat de reactie Exotermisch. Hete gassen (als een paar) h2 en O2 Er moet een zekere hoeveelheid warmte zijn om een ​​watermolecuul te vormen, dat wil zeggen de vorming van H2O is exotherm.
    • Methode 2 van 3:
    Evaluatie van enthalpie
    1. Titel afbeelding Bereken de enthalpie van een chemische reactie Stap 7
    een. Bereken de energie van de enthalpie-beoordeling. Bijna alle chemische reacties leiden tot het breken van enkele verbindingen en de vorming van anderen. Energie als gevolg van de reactie gebeurt nergens niet en vernietigt niet: dit is de energie die vereist is voor de pauze of de vorming van deze banden. Daarom kan de verandering in enthalpie van de hele reactie vrij accuraat zijn door de energie van deze banden samen te vatten.
    • Overweeg bijvoorbeeld de reactie: H2 + F2 → 2HF. In dit geval, de energie om de binding in het H Molecuul te breken2 is 436 kJ / mol en energie voor gap f2 is 158 kJ / mol. Ten slotte, de energie die nodig is voor de vorming van communicatie in het HF-molecuul van H en F = -568 KJ / MOL. Vermenigvuldig de laatste waarde met 2, want tijdens de reactie krijgen we 2 Mol HF: 2 × -568 = -1136 KJ / MOL. Vouw de waarden:
      436 + 158 + (-1136) = -542 KJ / MOL.
  • Titel afbeelding Bereken de enthalpie van een chemische reactie Stap 8
    2. Gebruik Enthalpy-opleiding om enthalpie te evalueren. Onderwijs enthalpy kunt u ΔH berekenen door middel van de berekening van reactanten en producten. Als de enthalpie van de vorming van de reactie- en reactieproducten bekend is, dan kunt u door toevoeging de enthalpie als geheel waarderen, zoals in het geval van de hierboven besproken energie.
  • Overweeg bijvoorbeeld de volgende reactie: C2HvijfOh + 3o2 → 2CO2 + 3u2O. We weten dat enthalpy-onderwijs wordt berekend:
    C2HvijfOh → 2c + 3h2 + 0.5O2 = 228 kJ / mol
    2C + 2O2 → 2CO2 = -394 × 2 = -788 KJ / Mole
    3u2 + een.5 O2 → 3H2O = -286 × 3 = -858 KJ / mol
    Nu is het noodzakelijk om de waarden van de hierboven verkregen gevormde stoffen te vormen, om de enthalpie van de reactie te bepalen: C2HvijfOh + 3o2 → 2CO2 + 3u2O,
    228 + -788 + -858 = -1418 KJ / MOL.
  • Titel afbeelding Bereken de enthalpie van een chemische reactie Stap 9
    3. Vergeet geen tekens voor de waarden van enthalpie. Bij het berekenen van de enthalpie van het onderwijsformule om de enthalpie van de productreactie te bepalen, draait u om, en het teken van enthalpie moet veranderen. Met andere woorden, als u de formule draait, moet het teken van enthalpie in het tegenovergestelde worden gewijzigd.
  • Merk in het voorbeeld op dat de formatiereactie voor het product C2HvijfOh opgenomen integendeel. C2HvijfOh → 2c + 3h2 + 0.5O2 Dat is C2HvijfOh desintegreert, niet gesynthetiseerd. Daarom is het bord voordat enthalpie in een dergelijke reactie positief, 228 KJ / MOL, hoewel enthalpie van onderwijs C2HvijfOh is -228 kj / mol.
    • Methode 3 van 3:
    Observatie van enthalpie tijdens het experiment
    1. Titel afbeelding Bereken de enthalpie van een chemische reactie Stap 10
    een. Neem een ​​schone capaciteit en giet daar water. Zie de principes van enthalpie in actie is niet moeilijk - het is genoeg om eenvoudige ervaring uit te voeren. Het is noodzakelijk dat het resultaat van het experiment geen invloed heeft op buitenlandse verontreinigende stoffen, zodat de houder moet worden gewassen en gesteriliseerd. Acadeuses voor het meten van enthalpy-gebruik Speciale gesloten containers - Calorimeters, maar het is vrij geschikt voor een glasglas of een fles. Vul de capaciteit van zuiver watertemperatuur waterwater. Het is raadzaam om een ​​experiment in een coole kamer uit te voeren.
    • Voor het experiment is het raadzaam om een ​​kleine container te gebruiken. We zullen de enthalpie van de reactie van water uit Alca-Seltzer beschouwen, daarom, hoe kleiner het water wordt gebruikt, hoe blijkbaar blijkbaar een temperatuurverandering is.
  • Titel afbeelding Bereken de enthalpie van een chemische reactie Stap 11
    2. Plaats de thermometer in de container. Neem de thermometer en laat het in een container met water zodat de grens van de temperatuur lees onder het waterniveau is. Verwijder de thermometer-metingen - het is de initiële temperatuur, T1.
  • Stel dat de watertemperatuur 10 ° C is. We zullen deze waarde gebruiken om de principes van enthalpie te demonstreren.
  • Titel afbeelding Bereken de enthalpie van een chemische reactie Stap 12
    3. Voeg een tablet "ALKA-Zeltzer" aan de container toe. Klaar om ervaring te beginnen? Gooi een tablet "alka-seltzer". Ze begint meteen te bubbelen en sissen. Dit komt door de reactie tussen Bicarbonaat (HCO3) en citroenzuur (H). Dientengevolge worden water en kooldioxide gevormd door formule: 3HCO3 + 3H → 3h2O + 3CO2.
  • Titel afbeelding Bereken de enthalpie van een chemische reactie Stap 13
    4. Meet de eindige temperatuur. Bekijk de loop van de reactie: Tablet "Alca-Seltzer" zal geleidelijk oplossen. Wanneer het volledig oplost, meet de temperatuur opnieuw. Water moet een beetje kouder zijn. Als de tegenoverliggende watertemperatuur hoger werd, betekent dit dat het experiment werd voorkomen door sommige externe factoren (bijvoorbeeld te warme kamer waar een experiment werd uitgevoerd).
  • Stel dat de temperatuur nu 8 ° C is.
  • Titel afbeelding Bereken de enthalpie van een chemische reactie Stap 14
    vijf. Bereken de enthalpie van de reactie. Wanneer de tablet "Alka-Seltzer" reageert met water, water en kooldioxide worden gevormd (de zeer hype bubbels) en een afname van de temperatuur (dit is het resultaat dat zou moeten gebeuren als de ervaring met succes is verstreken). Er kan worden geconcludeerd dat deze chemische reactie endotherm is, dat wil zeggen, het gaat vergezeld van de absorptie van energie uit het milieu - in dit geval,. Dientengevolge neemt de watertemperatuur af.
  • In ons experiment daalde de watertemperatuur met twee graden. Dit komt overeen met de theorie: de ontbindingspons "Alka-Seltzer" in het water endotherm en gaat vergezeld van een kleine energieabsorptie.

    • Tips

    • In de berekeningen wordt de CELVIN-schaal (K) gebruikt - dit is een temperatuurschaal, analoge Celsius-schaal, en vaak gebruikt in chemie en natuurkunde. Om de waarde van graden Celsius naar Kelvin te vertalen, is het noodzakelijk om 273 graden toe te voegen of af te trekken: K = ° C + 273.
    Deel in het sociale netwerk:
    Vergelijkbaar