Περιεχόμενο
Κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης, η ενέργεια μεταφέρεται με τη μορφή θερμότητας. Για να προσδιορίσουμε αν μια χημική αντίδραση είναι ενδοθερμική ή εξωθερμική - είτε η αντίδραση απορροφά θερμότητα είτε απελευθερώνει θερμότητα - μπορούμε να μετρήσουμε την ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ της χημικής αντίδρασης και του περιβάλλοντος της. Ωστόσο, επειδή η ανταλλαγή θερμότητας δεν μπορεί να μετρηθεί άμεσα, οι επιστήμονες μετρούν τη μεταβολή της θερμοκρασίας μιας δεδομένης αντίδρασης ή την ενθαλπία μιας χημικής αντίδρασης, για να φτάσουν στο ίδιο συμπέρασμα. Με μια αριθμομηχανή και ένα τραπέζι σχηματισμού θερμότητας στο χέρι, ο υπολογισμός των ενθαλπίων αντίδρασης είναι απλός.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
Ο υπολογισμός της ενθαλπίας, ή η αλλαγή της συνολικής θερμοκρασίας του συστήματος, μιας χημικής αντίδρασης, επιτρέπει στους επιστήμονες να προσδιορίσουν την ποσότητα ενέργειας που ανταλλάσσεται μεταξύ του περιβάλλοντος και μιας δεδομένης χημικής αντίδρασης. Η αλλαγή της ενθαλπίας για μια αντίδραση ισούται με το άθροισμα των ενθαλπών σχηματισμού όλων των προϊόντων, μείον το άθροισμα των ενθαλπών σχηματισμού όλων των αντιδραστηρίων.
Για να υπολογίσετε την ενθαλπία μιας χημικής αντίδρασης, ισορροπήστε πρώτα τη χημική εξίσωση. Όταν γίνει αυτό, χρησιμοποιήστε μια θερμότητα πίνακα σχηματισμού για να προσδιορίσετε τις τιμές θερμότητας σχηματισμού (ΔHf) για τις ενώσεις που εμπλέκονται στην εξίσωση. Λάβετε υπόψη τη θερμότητα σχηματισμού κάθε ένωσης.
Σύμφωνα με το νόμο του Hess, ένα από τα θεμέλια της θερμοδυναμικής, η ολική αλλαγή της ενθαλπίας για μια χημική αντίδραση είναι ανεξάρτητη από τη διαδρομή με την οποία συμβαίνει αυτή η χημική αλλαγή. Με άλλα λόγια, ανεξάρτητα από το πόσες βαθμίδες εμπλέκονται στη χημική αντίδραση, η αλλαγή ενθαλπίας για μια αντίδραση ισούται με το άθροισμα της ενθαλπίας του σχηματισμού όλων των προϊόντων, μείον το άθροισμα της ενθαλπίας του σχηματισμού όλων των αντιδραστηρίων. Η εξίσωση για ενθαλπίες αντιδράσεων μπορεί στη συνέχεια να εκφραστεί ως:
ΔHr = ΣΔHf (προϊόντα) - ΣΔΗf (αντιδραστήρια)
Προσδιορίστε ποιες από τις ενώσεις είναι προϊόντα ή αντιδραστήρια στη χημική εξίσωση και στη συνέχεια συνδέστε τα στην εξίσωση του νόμου Hess.
Σε μια θερμότητα από το τραπέζι σχηματισμού, η τιμή ΔHf για μια δεδομένη ένωση παρατίθεται σε όρους kilojoules (kJ) ανά mole (mol). Κάθε καταχωρημένη τιμή είναι η θερμότητα σχηματισμού μίας μοναδικής μονάδας της δεδομένης ένωσης. Αν υπολογίζεται η ενθαλπία μιας χημικής αντίδρασης που περιλαμβάνει πολλαπλές μονάδες μιας ένωσης, πολλαπλασιάστε τις τιμές ΔHf με τα απαραίτητα γραμμομοριακά μόρια. Όταν γίνει αυτό, μπορείτε να ολοκληρώσετε την εξίσωση του νόμου Hess για να υπολογίσετε την ενθαλπία της χημικής αντίδρασης.