Reaktionswärme

Reaktionswärmeschema unter bestimmten Temperatur- und Druckbedingungen. Quelle: Joseasorrentino, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons

Was ist Reaktionswärme?

Er Reaktionswärme, o Reaktionenthalpie (δH) ist die Menge an Energie pro Maulwurf, die freigesetzt oder in einer chemischen Reaktion bei konstantem Druck produziert wird. Es handelt sich um eine thermodynamische Einheit nützlicher Maßnahmen, um die freigesetzte oder erzeugte Energie zu berechnen.

Da die Enthalpie aus Druck, Volumen und interner Energie abgibt, die alle Zustandsfunktionen sind, ist Enthalpie auch eine Zustandsfunktion.

ΔH oder die Änderung der Enthalpie entstand als eine Maßeinheit, die darauf abzielte Arbeit ausgetauscht.

Geben.

Die Notation ΔHº oder ΔHº_R Geben Sie dann auf, um die genaue Temperatur und den Druck der Reaktionswärme ΔH zu erklären.

Die Standardreaktionenthalpie wird durch ΔHº oder ΔHºrxn symbolisiert und kann sowohl positive als auch negative Werte annehmen. Die Einheiten für ΔHº sind Kilojulios pro Mol oder kJ / mol.

Vorheriges Konzept, um die Reaktionswärme zu verstehen: Unterschiede zwischen ΔH und ΔHº_R

- Δ = repräsentiert die Änderung der Enthalpie (Enthalpie von Produkten mit Ausnahme der Enthalpie der Reaktanten).

Ein positiver Wert zeigt an, dass die Produkte eine größere Enthalpie aufweisen oder dass es sich um eine endotherme Reaktion handelt (Wärme ist erforderlich).

Ein negativer Wert zeigt an, dass Reaktanten eine größere Enthalpie haben oder dass es sich um eine exotherme Reaktion handelt (Wärme tritt auf).

- º = bedeutet, dass die Reaktion eine Standard -Enthalpieänderung ist und bei einem voraber Druck / Temperatur auftritt.

- R = bezeichnet, dass diese Änderung die Enthalpie der Reaktion ist.

Kann Ihnen dienen: Kalzium: Eigenschaften, Struktur, erhalten, verwendet

- Der Standardzustand: Der Standardzustand eines Feststoffs oder einer Flüssigkeit ist die reine Substanz bei einem Druck von 1 bar, oder was gleich ist, 1 Atmosphäre (105 Pa) und eine Temperatur von 25 ° C oder was ist gleich, 298, 298 k.

- Das ΔHº_R Es ist die Standard -Reaktionswärme oder die Standardenthalpie einer Reaktion, und da ΔH auch die Enthalpie einer Reaktion misst. ΔHºrxn findet jedoch unter „Standard“ -Bedingungen statt, was bedeutet, dass die Reaktion bei 25 ° C und 1 atm stattfindet.

Der Nutzen einer ΔH -Messung unter Standardbedingungen liegt in der Fähigkeit, einen Wert von ΔHº mit einem anderen zu beziehen, da sie unter denselben Bedingungen auftreten.

Formationswärme

Die Standardformationswärme ΔH_Fº, einer Chemikalie ist die Menge an Wärme, die aus der Bildung von 1 Mol dieser Chemikalie bei 25 ° C und 1 bar seiner Elemente in ihren Standardzuständen absorbiert oder freigesetzt wird.

Ein Element befindet sich in seinem Standardzustand, wenn es sich in seiner stabilsten Form und seiner körperlichen Erkrankung (Feststoff, Flüssigkeit oder Gas) bei 25 ° C und 1 bar befindet.

Zum Beispiel impliziert die Standardbildungswärme für Kohlendioxid Sauerstoff und Kohlenstoff als Reagenzien.

Sauerstoff ist stabiler als Gasmoleküle oder₂, Während Kohlenstoff als fester Graphit stabiler ist (Graphit ist unter Standardbedingungen stabiler als Diamant).

Um die Definition auf andere Weise auszudrücken, ist die Standard -Formationswärme eine spezielle Art von Standardreaktionswärme.

Die Reaktion ist die Bildung von 1 Mol einer Chemikalie ihrer Elemente in ihren Standardzuständen unter Standardbedingungen.

Kann Ihnen dienen: Metallischer Charakter

Die Standardwärme der Bildung wird auch als Standardenthalpie der Formation bezeichnet (obwohl sie wirklich eine Änderung der Enthalpie ist).

Per Definition würde die Bildung eines Elements von sich selbst keine Änderung der Enthalpie erzeugen, sodass die Standardreaktionswärme für alle Elemente Null ist.

Berechnung der Reaktionenthalpie

1. Experimentelle Berechnung

Enthalpie kann experimentell mit einem Kalorimeter gemessen werden. Ein Kalorimeter ist ein Instrument, in dem eine Probe durch elektrische Kabel reagiert wird, die Aktivierungsenergie liefern. Die Probe findet sich in einem von Wasser umgebenen Behälter, der ständig aufgeregt ist.

Bei der Messung mit einem Kalorimeter die Temperaturänderung, die beim Reagieren der Probe auftritt, und das Kenntnis der spezifischen Wärme des Wassers und seiner Masse, wird die Wärme, die die Reaktion freigibt oder absorbiert.

In dieser Gleichung, was Wärme ist, ist CEP die spezifische Wärme, in diesem Fall von Wasser, das 1 Kalorien pro Gramm entspricht, M ist die Masse des Wassers und ΔT die Temperaturänderung ist.

Der Kalorimeter ist ein isoliertes System, das einen konstanten Druck aufweist, also ΔH_R= q

2. Theoretische Berechnung

Die Veränderung der Enthalpie hängt nicht vom jeweiligen Weg einer Reaktion ab, sondern nur von der globalen Energie der Produkte und Reagenzien. Entalpía ist eine Funktion des Staates und als solche ist es additiv.

Um die Standardenthalpie einer Reaktion zu berechnen, können wir die Standardenthalpien der Reagenziebildung hinzufügen und sie von der Summe der Standard -Produktbildungenthalpien subtrahieren. Mathematisch gibt es uns:

Es kann Ihnen dienen: 6 natürliche pH -Indikatoren und deren Eigenschaften

ΔH_R° = σ ΔH_Fº (Produkte) - σ ΔH_Fº (Reaktanten).

Reaktionen Enthalpien werden normalerweise aus den Reagenzierungenthalpien unter normalen Bedingungen (1 bar Druck und Temperatur 25 ° C) berechnet.

Um dieses Prinzip der Thermodynamik zu erklären, berechnen wir die Enthalpie der Reaktion für die Verbrennung von Methan (CH₄) Nach der Formel:

CH₄ (g) + 2nd₂ (g) → Co₂ (g) + 2h₂O (g)

Um die Standardreaktionenthalpie zu berechnen, müssen wir für jede der an der Reaktion beteiligten Reagenzien und Produkte nach Standardtrainingenthalpien suchen.

Diese sind normalerweise in einem Anhang oder in mehreren Online -Tischen zu finden. Für diese Reaktion sind die Daten, die wir benötigen,:

H_FCH₄ (g) = -75 kjoul/mol.

H_Fº O₂ (g) = 0 kjoul/mol.

H_Fº Co₂ (g) = -394 kjoul/mol.

H_Fº H₂o (g) = -284 kjoul/mol.

Beachten Sie, dass die Standardgasbildung Enthalpie 0 kJ / mol beträgt, weil es sich in seinem Standardzustand befindet.

Als nächstes fassen wir unsere Standardtrainingsenthalpien zusammen. Denken Sie daran, dass wir mit den stöchiometrischen Koeffizienten in der ausgewogenen Reaktionsgleichung multiplizieren müssen.

Σ ΔH_Fº (Produkte) = ΔH_Fº Co₂ +2 ΔH_Fº H₂o

Σ ΔH_Fº (Produkte) = -1 (394 KJOUL/Mol) -2 (284 kjoul/mol) = -962 KJOUL/Mol

Σ ΔH_Fº (Reaktanten) = ΔH_FCH₄ + ΔH_Fº O₂

Σ ΔH_Fº (Reaktanten) = -75 KJOUL/Mol + 2 (0 KJOUL/Mol) = -75 KJOUL/Mol

Jetzt finden wir die Standardenthalpie der Reaktion:

ΔH_R° = σ ΔH_Fº (Produkte) - σ ΔH_Fº (Reaktanten) = (- 962)- (- 75) =

ΔH_R° = - 887KJ / Mol.

Verweise

1. Enthalpie der Reaktionsdefinition. Von Thakedco erholt.com.
2. (S.F.). Standardenthalpie der Reaktion. Von grenzenlos geborgen.com.