Chemia Liceum Gimnazjum Testy Matura

Powrót

Efekty energetyczne reakcji

Układ - ogół substancji znajdujących się w zamkniętej przestrzeni, które biorą udział w procesie fizycznym lub chemicznym.
Układem w pojęciu fizycznym może być np. naczynie reakcyjne, silnik, bateria itp.

Otoczenie - wszystko to, co jest poza układem - stąd dokonujemy obserwacji układu.

Układ może być
− otwarty: możliwy jest przepływ masy i energii między układem a otoczeniem np. otwarta zlewka
− zamknięty: możliwy jest przepływ energii a masa nie może przepływać przez granicę układu np. zamknięta probówka
− izolowany: ani materia, ani energia nie przechodzi przez granicę układu np. zamknięty termos


Energia wewnętrzna

Energia wewnętrzna U − całkowita energia układu

Energia wewnętrzna jest sumą wszystkich rodzajów energii atomów, jonów i cząsteczek tworzących układ (energii kinetycznej, energii elektronów i jąder, energii oddziaływań między nukleonami)

Energię wewnętrzną układu można zmieniać.

Nie można zmierzyć wartości energii wewnętrznej U a jedynie jej zmiany ΔU, czyli energię dostarczoną lub utraconą przez układ.

Jednostki energii: dżul [J] (w układzie SI), kaloria [cal].
1J = 0,2388 cal,  1 cal = 4,1868 J


Entalpia

Entalpia - określa ciepło pobrane lub wydzielone przez układ w procesie izobarycznym (pod stałym ciśnieniem).

Zmiana entalpii (ΔH) - wymiana energii między układem a otoczeniem na sposób ciepła.  ΔH = Σ Hproduktów - Σ Hsubstratów

Hproduktów - stan po reakcji chemicznej, entalpia produktów
Hsubstratów - stan przed reakcją chemiczną, entalpia substratów 


Zmiana entalpii w reakcjach chemicznych (efekt cieplny)

W procesie endoenergetycznym - energia jest pobierana przez układ z otoczenia. Energia układu*** zwiększa się, zostaje zmagazynowana w postaci dodatkowej energii kinetycznej i potencjalnej cząstek. (poruszają się szybciej)
Reakcja endotermiczna  - wymaga dostarczenia ciepła z otoczenia do układu.

Przykład: rozkład termiczny tlenku rtęci

reakcja endotermiczna entalpia

W procesie endoenergetycznym ΔH = Hp - Hs, ΔH>0

W procesie egzoenergetycznym - energia jest wydzielana przez układ do otoczenia. Układ traci energię, cząstki zmniejszają swoją energię kinetyczną i potencjalną (poruszają się wolniej).
Reakcja egzotermiczna − ciepło jest oddawane z układu do otoczenia.

Przykłady:
- podczas mieszania stałego wodorotlenku sodu z wodą wydziela się ciepło
- ciepło wydziela się podczas reakcji chemicznej np. magnezu z kwasem solnym
 

Reakcja egzotermiczna entalpia

W procesie egzoenergetycznym ΔH = Hp - Hs, ΔH<0


Równania termochemiczne

Zmianę entalpii reakcji chemicznej podaje się zwykle jako standardowe entalpie, czyli wartości entalpii wyznaczane w temp.273,15 K (0oC), ciśn. 1000hPa.
(objętość molowa gazu w warunkach normalnych: 22,4 mol/dm3, w warunkach standardowych: 22,7 mol/dm3)

Przy ustalonym ciśnieniu i temperaturze w równaniach podaje się stan skupienia reagentów.

Przykład reakcji egzotermicznej
2H2(g) + O2(g) = 2 H2O(g)  ΔH=-484 kJ
Interpretacja: podczas tworzenia 2 moli H2O wydziela się 484kJ ciepła.

2H2(g) + O2(g) = 2 H2O(g)  ΔH=-242 kJ/mol
H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g)  ΔH=-242 kJ
Interpretacja: utworzenie 1 mola pary wodnej powoduje wydzielenie 242kJ energii

Przykład reakcji endotermicznej
NH3(g) → 1/2 N2(g) + 3/2 H2(g)        ΔH= 47kJ/mol  
Interpretacja: rozkład 1 mola amoniaku wymaga dostarczenie 47kJ ciepła


Entalpia w przemianach

Standardowa entalpia tworzenia - efekt cieplny przy otrzymywaniu 1 mola związku chemicznego z substratów
ΔH = Hproduktu - Hsubstratu
np. H2(g) + ½ O2(g)→ H2O(c)    ΔH = –286 kJ/mol
C(graf.) + 2H2(g) → CH4(g)  ΔH = –75 kJ/mol

Entalpia parowania - efekt cieplny przy przejściu substancji ze stanu ciekłego w gazowy.
ΔH = Hpary - Hcieczy
np. H2O(c) → H2O(g)    ΔH = 40,7 kJ/mol 

Entalpia spalania - ilość energii oddawanej do otoczenia na sposób ciepła w czasie spalania określonej ilości substancji w ustalonych warunkach.
np.C(graf.) + O2(g) → CO2(g)   ΔH = -394kJ/mol
CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(c)   ΔH =-890kJ/mol

Przekaż darowiznę
Załóż konto | Zaloguj się

Copyright 2011-2019Chem24.pl Ta strona internetowa wykorzystuje pliki cookies. Możesz określić metody zapisywania oraz dostępu do cookies w swojej przeglądarce internetowej lub w konfiguracji usługi.