Hàm Trạng Thái Nào được Gọi Là Entanpi. Enthalpy

Xác định tổng khối lượng của các thuốc thử. Tiếp theo, bạn cần tính khối lượng của thuốc thử. Nếu bạn không thể cân chúng, thì hãy tính trọng lượng phân tử để tìm ra giá trị thực. Khối lượng phân tử là một hằng số có thể được tìm thấy trong bảng tuần hoàn của Mendeleev hoặc các bảng phân tử và hợp chất khác. Nhân khối lượng của mỗi chất phản ứng với số mol.

• Trong ví dụ của chúng tôi, các chất phản ứng hydro và oxy có khối lượng phân tử lần lượt là 2 g và 32 g. Vì chúng ta đang sử dụng 2 mol hiđro (hệ số trong phản ứng hóa học trước hiđro H 2) và 1 mol oxi (không có hệ số đứng trước O 2 nghĩa là 1 mol), thì tổng khối lượng của các chất phản ứng được tính như sau: 2 × (2 g) + 1 × (32 g) = 4 g + 32 g = 36 g

Xác định nhiệt dung của sản phẩm. Tiếp theo, xác định nhiệt dung của sản phẩm phản ứng. Mỗi phân tử có nhiệt dung riêng không đổi. Tìm hằng số này trong các bảng của sách giáo khoa hóa học. Có một số đơn vị đo nhiệt dung; trong tính toán của chúng tôi, chúng tôi sẽ sử dụng J / g ° C.

• Lưu ý rằng nếu có nhiều sản phẩm phản ứng, bạn sẽ cần phải tính nhiệt dung của mỗi sản phẩm và sau đó cộng chúng lại để có được entanpi của toàn bộ phản ứng.
• Trong ví dụ của chúng tôi, sản phẩm của phản ứng là nước, có nhiệt dung riêng 4,2 J / g ° C.

Tìm sự thay đổi của nhiệt độ. Bây giờ chúng ta sẽ tìm ∆T - độ chênh lệch nhiệt độ trước và sau phản ứng. Từ nhiệt độ đầu (T1) trừ đi nhiệt độ cuối (T2). Thông thường, thang Kelvin (K) được sử dụng trong các bài toán hóa học (mặc dù thang độ C (° C) sẽ cho kết quả tương tự).

• Trong ví dụ của chúng ta, giả sử rằng nhiệt độ ban đầu của phản ứng là 185 K và sau phản ứng là 95 K, do đó ∆T được tính như sau: ∆T = T2 - T1 = 95 K - 185 K = -90 nghìn

Tìm entanpi theo công thức ∆H = m x S x ∆T. Nếu m là khối lượng của các chất phản ứng, s là nhiệt dung của sản phẩm phản ứng và ∆T là sự thay đổi nhiệt độ thì có thể tính được entanpi của phản ứng. Thay các giá trị vào công thức ∆H = m x S x ∆T và lấy entanpi. Kết quả được tính bằng Joules (J).

• Trong ví dụ của chúng tôi, entanpi được tính như sau: ∆H = (36 g) × (4,2 JK - 1 g - 1) × (-90 K) = -13608 J

Xác định xem năng lượng được giải phóng hay hấp thụ trong quá trình phản ứng đang xét. Một trong những lý do phổ biến nhất để tính ∆H trong thực tế là để biết phản ứng tỏa nhiệt (tỏa nhiệt và giảm năng lượng riêng) hay thu nhiệt (hấp thụ nhiệt từ môi trường xung quanh và tăng năng lượng của chính phản ứng). Nếu giá trị của ∆H là dương thì phản ứng thu nhiệt. Nếu âm thì phản ứng tỏa nhiệt. Giá trị tuyệt đối của ∆H càng lớn thì năng lượng toả ra hoặc hấp thụ càng nhiều. Hãy cẩn thận nếu bạn chuẩn bị thực hiện một thí nghiệm thực tế: trong các phản ứng có giá trị entanpi cao, năng lượng giải phóng lớn có thể xảy ra và nếu nó tiến hành nhanh chóng, nó có thể dẫn đến một vụ nổ.

• Trong ví dụ của chúng tôi, kết quả cuối cùng hóa ra là -13608 J. Có một dấu âm phía trước giá trị entanpi, có nghĩa là phản ứng tỏa nhiệt. Các khí nóng (ở dạng hơi nước) H 2 và O 2 phải tỏa một lượng nhiệt để tạo thành phân tử nước, tức là phản ứng tạo H 2 O là phản ứng tỏa nhiệt.

Ước tính Enthalpy

1. Tính năng lượng liên kết để ước lượng entanpi. Hầu hết tất cả các phản ứng hóa học đều dẫn đến việc phá vỡ một số liên kết và hình thành các liên kết khác. Năng lượng từ phản ứng không phát sinh từ hư không và không bị phá hủy: đó là năng lượng cần thiết để phá vỡ hoặc hình thành các liên kết này. Do đó, sự thay đổi entanpi của toàn bộ phản ứng có thể được ước tính khá chính xác bằng cách tính tổng năng lượng của các liên kết này.

   Sử dụng entanpi của sự hình thành để ước tính entanpi. Entanpi tạo thành có thể tính ∆H bằng cách tính các phản ứng tạo thành của chất phản ứng và sản phẩm. Nếu đã biết entanpi của sự hình thành các sản phẩm phản ứng và chất phản ứng, thì bạn có thể ước tính tổng thể entanpi bằng cách cộng, như trong trường hợp năng lượng được thảo luận ở trên.

2. Đừng quên về các dấu hiệu trước giá trị entanpi. Khi tính toán entanpi tạo thành, bạn đảo ngược công thức xác định entanpi của phản ứng của một sản phẩm và dấu của entanpi sẽ thay đổi. Nói cách khác, nếu bạn đảo ngược công thức, thì dấu của entanpi sẽ thay đổi thành ngược lại.

   • Trong ví dụ này, lưu ý rằng phản ứng tạo thành sản phẩm C 2 H 5 OH được viết ngược lại. C 2 H 5 OH → 2C + 3H 2 + 0,5O 2, tức là C 2 H 5 OH bị phân hủy, không được tổng hợp. Do đó, dấu trước entanpi trong phản ứng như vậy là dương, 228 kJ / mol, mặc dù entanpi tạo thành C 2 H 5 OH là -228 kJ / mol.

Quan sát entanpi trong quá trình thử nghiệm

1. Lấy một thùng sạch và đổ nước vào đó. Không khó để thấy các nguyên lý hoạt động của entanpi - chỉ cần tiến hành một thí nghiệm đơn giản là đủ. Điều cần thiết là kết quả thí nghiệm không bị ảnh hưởng bởi các tạp chất lạ, do đó vật chứa phải được rửa sạch và tiệt trùng. Các nhà khoa học sử dụng các vật chứa đóng kín đặc biệt gọi là nhiệt lượng kế để đo entanpi, nhưng bạn có thể dùng cốc hoặc bình thủy tinh. Đổ đầy nước máy sạch ở nhiệt độ phòng vào thùng chứa. Nên tiến hành thí nghiệm trong phòng mát.

   • Đối với thử nghiệm, nó được mong muốn sử dụng một thùng chứa nhỏ. Chúng ta sẽ xem xét entanpi của phản ứng của nước với Alka-Seltzer, do đó, lượng nước sử dụng càng ít thì sự thay đổi nhiệt độ càng rõ ràng.