Encontrar delta h (entalpia)

3 Métodos:Resolver problemas entalpiaentalpia Estimationobservação experimental de alterações na entalpia

Durante qualquer reacção química, o calor pode ser absorvido a partir do ambiente ou libertado para o ambiente através da reacção. A permuta de calor entre uma reacção química e o seu ambiente é conhecida como a entalpia de reacção ou H. No entanto, H não pode ser medido directly- No entanto, os cientistas usam mudança a uma temperatura de reacção com o tempo para encontrar o mudança entalpia de tempo (indicado como ÔH.) Com Sh os dados que um cientista pode determinar se uma reação emite calor (ou "isto é exotérmico") Ou absorve o calor (ou "isto é endotérmico".) Em geral ÔH = m X s x .DELTA.T, em que m é a massa de reagentes, s é o calor específico do produto, e T é a variação de temperatura de reacção.

método 1Resolver problemas entalpia

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Determina produtos de reacção e reagentes. Qualquer reação química envolve duas categorias de produtos químicos: produtos e reagentes. Os produtos são matéria química criado por meio da reacção, enquanto os reagentes são produtos químicos Eles interagem, combinar ou se decompõem para fazer o produto. Em outras palavras, os reagentes da reacção são como ingredientes de uma receita, quando os produtos acabados são como placa. Para encontrar o Sh de uma reação, você deve primeiro identificar os seus produtos e reagentes

• Como um exemplo, digamos que queremos encontrar a entalpia de reação para a formação de água de hidrogênio e oxigênio: 2H₂ (Hidrogênio) + O₂ (Oxygen) → 2H₂O (água). Nesta equação, H₂ e ou₂ e são reagentes H₂ou É o produto.

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Determina a massa total dos reagentes. Então você deve descobrir quais são as massas dos reagentes. Se você não sabe as massas e não têm uma escala científica para pesar reagentes, você pode usar suas massas molares para encontrar suas massas reais. As massas molares são constantes que podem ser encontrados nas tabelas periódicas padrão (para artigos individuais) e outros recursos químicas (por moléculas e compostos). Simplesmente multiplicar a massa molar de cada reagente em conformidade com o número de moles que devem ser utilizadas para encontrar a massa dos reagentes

• No nosso exemplo, água, nossos reagentes são hidrogénio e de oxigénio, os gases que têm pesos moleculares de 2 g e 32 g, respectivamente. Desde a utilização de 2 moles de hidrogénio (representado pelo quociente "2" na equação para H₂) E 1 mol de oxigênio (representado por qualquer coeficiente seguinte a O₂), Pode-se calcular a massa total dos reagentes como se segue:
  2 x (2 g) 1 + x (32 g) = + 32G = 4G 36g

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Encontrar o calor específico do seu produto. Aqui você vai encontrar o calor específico do produto que você está considerando. Cada elemento ou molécula tem um calor associado valor específico: estes valores são constantes e normalmente encontrada em materiais químicos (por exemplo, imagens de a parte de trás de um livro de química). Existem várias maneiras diferentes de medir o calor específico, mas para a nossa fórmula, vamos usar o valor medido em unidades de joules / grama ° C.

• Tenha em mente que se a equação tem vários produtos, a necessidade de realizar um cálculo da entalpia para a reação de cada componente usado para produzir cada um dos produtos, e, em seguida, adicioná-los a encontrar a entalpia para a reação completa.
• No nosso exemplo, o produto final é a água, que tem um calor específico de cerca de 4,2 joules / grama ° C.

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É a diferença de temperatura após a reacção. Em seguida, vamos encontrar o .DELTA.T, que é a mudança dada temperatura antes de a reacção até a reacção estar completa. Para calcular este valor subtrai a temperatura inicial (T1) de a temperatura de reacção final (T2). Como na maioria dos trabalhos em química, você deve usar a temperatura em graus Kelvin (K), mas se você usar Celsius C vai dar os mesmos resultados.

• Para o nosso exemplo, vamos dizer que a nossa reação foi a 185 K no início, mas tinha arrefecido a 95 K no momento em que terminou. Neste caso, o DT deve ser calculada como se segue:
  AT = T2 - T1 = 95 K - 185 K = -90K

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Para resolver Sh usar a fórmula = m X s x .DELTA.T. Depois de ter m, a massa dos reagentes, s, calor específico do produto, e DT, a mudança de temperatura da sua reacção e tem tudo para encontrar a entalpia da reacção. Basta inserir os valores na fórmula Sh = m X s x .DELTA.T e resolver se multiplicam. A resposta será dada em unidade de energia joule (J).

• Para o nosso exemplo problema, nós achamos que a entalpia da reacção é definido da seguinte forma:
  ÔH = (36 g) x (4,2 JK-1G-1) x (k -90) = -13.608 J

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Sua reação determina se você ganha ou perde energia. Uma das razões mais comuns por que Sh é calculado em várias reações é determinar se a reação é exotérmica (emite calor e perde energia) ou endotérmico (absorve ganha energia e calor). Se o sinal Sh sua resposta final é positiva, a reação é endotérmica. Por outro lado, se o sinal é negativo, a reacção é exotérmica. Quanto maior o número em si, mais exo ou endo é a temperatura da reacção. Cuidado com fortemente exotérmicas- essas reações, por vezes, pode apresentar uma grande liberação de energia, se é rápido o suficiente pode provocar uma explosão.

• No nosso exemplo, a nossa resposta final é de 13 608 J. Uma vez que o sinal é negativo, sabemos que nossa reação é exotérmico. Isto tem sentido- H₂ e ó₂ são gases, enquanto H₂O, o produto é um líquido. Os gases quentes (como vapor) de energia na forma de calor libertação ambiente para arrefecer até ao ponto em que pode formar água no estado líquido, o que significa que a formação de H₂Ou é exotérmica.

método 2entalpia Estimation

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Use energias de ligação para estimar a entalpia. Quase todas as reações químicas envolvem a formação ou títulos de ruptura entre os átomos. Uma vez que numa reacção química, a energia não pode ser destruído ou criado, se sabemos que a energia necessária para formar ou quebrar as ligações na reacção, pode-se estimar a variação de entalpia para a reacção completa com alta precisão, adicionando estas energias de ligação .

• Por exemplo, considere a reacção H₂ + F₂ → 2HF. Neste caso, a energia necessária para romper os átomos de H na H₂ separando-molécula é 436 kJ / mol, enquanto que a energia necessária para o F₂ é de 158 kJ / mol. Finalmente, a energia necessária para formar HF entre H e M é = -568 kJ / mol. Cite Encerramento de erro falta para etiqueta

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C₂H₅OH → 2C + 3H₂ + 0.5o₂ = 228 kJ / mol
2C + 2O₂ → 2CO₂ = -394 X 2 = -788 kJ / mol
3H₂ + 1.5 O₂ → 3H₂O = -286 x 3 = -858 kJ / mol
Desde que nós podemos adicionar essas equações para C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂Ou, a reação ao que estamos tentando encontrar a entalpia, podemos simplesmente adicionar as entalpias de reações de formação acima para encontrar a entalpia desta reação da seguinte forma:
228 + -788 + -858 = -1418 kJ / mol.

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   Não se esqueça de mudar os sinais quando Pontapés equações. É importante notar que quando se usa entalpias de formação para calcular a entalpia de reacção, que é necessário para inverter o sinal da entalpia de formação de cada vez que limpar algum componente na equação de reacção. Em outras palavras, você tem que converter uma ou mais vezes a sua formação equações de reacção a fim de obter todos os produtos e reagentes na posição de cancelá-las adequadamente, e inverter o sinal das entalpias de reações de formação que você salvou.

2. No exemplo acima, nota que a reacção de formação usamos para C₂H₅OH é invertida. C₂H₅OH → 2C + 3H₂ + 0.5o₂ mostrado C₂H₅OH, não é formado. Porque nós inverter a equação para a obtenção de todos os produtos e reagentes para cancelar corretamente, inverter o sinal na equação para a entalpia de formação para otener 228 kJ / mol. Na verdade, a entalpia de formação para C₂H₅OH é -228 kJ / mol.

método 3observação experimental de alterações na entalpia

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Tome um recipiente limpo e encha com água. É fácil ver os princípios da entalpia em ação com um experimento simples. Para garantir que a reação na experiência de trabalhar sem qualquer contaminação exterior limpar e higienizar o recipiente que vai usar. Os cientistas usam recipientes fechados especiais chamados calorímetros para medir a entalpia, mas você pode conseguir resultados razoáveis ​​com qualquer pequeno frasco de vidro. Qualquer recipiente que você usa, encher com água corrente limpa à temperatura ambiente. Também é importante levar a cabo a reacção num lugar que tem temperatura ambiente.

• Para esta experiência, você deve usar uma pequena tigela. Vamos fazer o teste alterando os efeitos da entalpia com Alka-Seltzer em água, por isso uma menor quantidade de água utilizada será a mudança de temperatura aparente.

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Insira um termômetro dentro do recipiente. Coloque termómetro no recipiente e ajustar de modo que a extremidade do leitor temperatura está abaixo do nível da água. Faz uma leitura da temperatura da água, para os nossos objectivos, que representa a temperatura T1 da água é a temperatura de reacção inicial.

• Digamos que medem a temperatura da água e descobriu que ele é exatamente 10 graus C. Em algumas etapas, vamos usar esta temperatura de exemplo para demonstrar os princípios da entalpia.

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Adicionar um comprimido de Alka-Seltzer do recipiente. Quando estiver pronto para iniciar o experimento, deixando cair um único comprimido de Alka-Seltzer na água. Você notará imediatamente que começa a bolha e efervescência. À medida que o comprimido se dissolve em água, a decomposição ocorre produtos químicos que são formados bicarbonato (HCO₃) E ácido cítrico (que reage de iões de hidrogénio, H). Estes produtos químicos reagem para formar gás de água e dióxido de carbono na reacção 3HCO₃ + 3H 3H →₂O + 3CO₂.

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Ele mede a temperatura, quando a reacção termina. Supervisiona a reação como tablet avançado de Alka-Seltzer deve gradualmente se dissolvem. Assim que o tablet termina sua reação (ou parece ter diminuído para um rastreamento), mede a temperatura novamente. A água deve ser ligeiramente mais frio do que antes. Se ele é mais quente, o experimento pode ser afetado por algum fator externo (por exemplo, se o quarto onde você está é especialmente quente).

• Para o nosso exemplo de experiência, dizer que a temperatura da água é de 8 graus C, após o fim do comprimido efervescência.

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Estimar a entalpia da reacção. Em uma experiência ideal, ao adicionar o tablet Alka-Seltzer à água, essa água forma e gás de dióxido de carbono (o último dos quais pode-se observar como as bolhas) e faz com que as gotas de temperatura da água. A partir desta informação, uma reacção endotérmica- ou seja, uma reacção que absorve energia a partir do ambiente circundante é esperado. Os reagentes líquidos dissolvidos precisa de energia extra para fazer o salto para o produto gasoso, por isso leva energia como calor de seu ambiente (neste caso, água). Isto faz com que a queda de temperatura da água.

• No nosso exemplo experimento, a temperatura da água caiu dois graus depois de adicionar o Alka-Seltzer. Isto é consistente com o tipo de reacção ligeiramente endotérmica que seria de esperar.

dicas

• Os cálculos são realizados com graus Kelvin (K) - uma escala para medir a temperatura em graus Celsius. Para realizar uma conversão entre graus Celsius e Kelvin, você só tem que adicionar ou subtrair 273 graus: K = ° C + 273.