Vad är träningsentalpi? (Med övningar)

De Träningsparthy Det är den förändring som lidit av entalpi i bildningen av en mullvad av en förening eller ett ämne under standardförhållanden. Standardtryckstillstånd förstås när bildningsreaktionen genomförs vid atmosfärstryck från en atmosfär och vid rumstemperatur av 25 grader Celsius eller 298.15 Kelvin.

Det normala tillståndet för reaktiva element i en bildningsreaktion hänvisar till tillståndet för aggregering (fast, flytande eller gasformigt) av vanligare av dessa ämnen i standardförhållandena för tryck och temperatur.

I bildningsreaktionen av en förening byts värme med miljön. Källa: Pixabay

Normal status hänvisar också till den mest stabila allotropiska formen av dessa reaktiva element i standardreaktionsförhållandena.

Entalpía H är en termodynamisk funktion som definieras som inre energi eller mer produkten av trycket p genom volym V i de ämnen som är involverade i den kemiska reaktionen av bildning av ett mullvadsubstans:

H = u + p ∙ v

Entalpía har energimått och i det internationella åtgärdssystemet mäts i Joules.

[TOC]

Standardentalpi

Symbolen för entalpin är H, men i det specifika fallet med träningsentalpin betecknas av ΔH0F för att indikera att den hänvisar till den förändring som upplever av denna termodynamiska funktion i bildningsreaktionen av en mol av en viss förening i standardförhållanden i standard betingelser.

I notationen indikerar Superiorize 0 standardförhållandena och abonnemang.

Formvärme

Den första lagen konstaterar att värmen som utbyts i en termodynamisk process är lika med variationen i den inre energin i de ämnen som är involverade i processen plus det arbete som utförs av dessa ämnen i processen:

Q = Δu + w

I det aktuella fallet genomförs reaktionen under konstant tryck, särskilt vid trycket från en atmosfär, så att arbetet kommer att vara produkten av trycket för volymförändringen.

Då är värmen för bildning av en viss förening som vi kommer att beteckna med Q0F relaterad till förändringen i intern energi och volym enligt följande:

Q0F = ΔU + P ΔV

Men att komma ihåg definitionen av standard entalpi måste vi:

Q0F = ΔH0F

Skillnaden mellan entalpi och bildningsvärme

Detta uttryck betyder inte att träningsvärme och träningsentalpi är desamma. Rätt tolkning är att värmen som utbyttes under bildningsreaktionen orsakade en förändring i entropin av ämnet som bildades i förhållande till reagensen i standardförhållanden.

Å andra sidan, eftersom entalpi är en omfattande termodynamisk funktion, hänvisar formationen alltid till en mol av föreningen bildad.

Om träningsreaktionen är exoterm, är träningsentalpin negativ.

Tvärtom, om träningsreaktionen är endoterm, är träningsentalpin positiv.

Termokemiska ekvationer

I en utbildningsekvation i termokemi bör inte bara reagensen och produkterna anges. För det första är det nödvändigt att den kemiska ekvationen balanseras på ett sådant sätt att mängden av den bildade föreningen alltid är 1 mol.

Å andra sidan i den kemiska ekvationen måste statusen för aggregering av reagens och produkter anges. Vid behov måste deras alotropiska form också indikeras, eftersom värmen för bildning beror på alla dessa faktorer.

I en utbildningsekvation i termokemi måste träningsentalpin också anges.

Låt oss titta på några exempel på välhöjda termokemiska ekvationer:

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

Viktiga överväganden

- Alla är balanserade baserat på bildandet av 1 mol produkt.

- Statusen för aggregering av reagens och produkt indikeras.

- Träningsentalpin indikeras.

Observera att utbildningsentalpin beror på produktens tillstånd. Av de tre reaktionerna är den mest stabila i standardförhållanden den andra.

Eftersom det som är viktigt i en kemisk reaktion och i synnerhet i en bildning är förändringen av entropi och inte själva entropin, är det överens om att de rena elementen i deras molekylform och tillstånd av naturlig aggregering i standardförhållanden har en träningsentropi noll.

Här är några exempel:

O2 (g); ΔH0F = 0 kJ/mol

CL2 (g); ΔH0F = 0 kJ/mol

Na (s); ΔH0F = 0 kJ/mol

C (grafit); ΔH0F = 0 kJ/mol

Löst övningar

-Övning 1

Att veta att för bildandet av eteno (C2H4) är det nödvändigt.

Lösning 

För det första föreslår vi den kemiska ekvationen och balanserar den baserat på en mol av eten.

Sedan tar vi hänsyn till att det är nödvändigt att tillhandahålla värme så att träningsreaktionen genomförs, vilket indikerar att det är en endoterm reaktion och därför är träningsentropin positiv.

2 C (fast grafit) + 2 H2 (gas) → C2H4 (gas); ΔH0F = +52 kJ/mol

-Övning 2

Under standardförhållanden blandas de i en behållare med 5 liter väte och syre. Syre och väte reagerar helt utan någon av reagensen för att bilda väteperoxid. I reaktionen släpptes 38,35 kJ värme till miljön.

Posera den kemiska och termokemiska ekvationen. Beräkna väteperoxidbildningens entropi.

Lösning 

Väteperoxidbildningsreaktionen är:

H2 (gas) + O2 (gas) → H2O2 (vätska)

Observera att ekvationen redan är balanserad baserat på en mol av produkt. Det vill säga en mol väte och en mol av syre krävs för att producera en mol väteperoxid.

Men problemuttalandet berättar att i en 5 -liter containerväte och syre blandas i standardförhållanden, så vi vet att var och en av gaserna upptar 5 liter.

Användning av standardförhållanden för att erhålla termokemisk ekvation

Å andra sidan förstås standardvillkor.

Under standardförhållanden kommer 1 mol av idealisk gas att uppta 24,47 L, vilket kan verifieras från följande beräkning:

V = (1 mol * 8 3145 J / (mol * k) * 298,15 K) / 1,03 x 10⁵ PA = 0,02447 m³ = 24,47 L.

Som tillgängligt för 5 l ges antalet mol av var och en av gaserna av:

5 liter / 24,47 liter / mol = 0,204 mol av var och en av gaserna.

Enligt den balanserade kemiska ekvationen kommer 0,204 mol väteperoxid att bildas där de släppte 38,35 kJ värme till miljön. Det vill säga för att bilda en mol av peroxid krävs 38,35 kJ / 0,204 mol = 188 kJ / mol.

Dessutom, när värmen släpps ut i miljön under reaktionen, så bildningstalpin är negativ. Slutligen följande termokemiska ekvation:

H2 (gas) + O2 (gas) → H2O2 (vätska); ΔH0F = -188 kJ/mol

Referenser

1. Castaños e. Entalpi i kemiska reaktioner. Återhämtat från: LidiaConlachimica.WordPress.com
2. Termokemi. Reaktionsentalpi. Hämtad från: resurser.utbildning.är
3. Termokemi. Definition av standardreaktionsentalpi. Återhämtat sig från: Quimitube.com
4. Termokemi. Definition av träningsentalpi och exempel. Återhämtat sig från: Quimitube.com
5. Wikipedia. Standardreaktionsenthalpi. Återhämtat sig från: Wikipedia.com
6. Wikipedia. Träningsparthy. Återhämtat sig från: Wikipedia.com