Entalpía

Apa itu entalpi?

The entalpía Ia adalah harta termodinamik yang variasi, di bawah keadaan suhu dan tekanan yang malar, menentukan tenaga kalori bahan atau sistem yang berkaitan dengan tindak balas kimia atau proses fizikal. Menjadi fungsi negara, ia diwakili dengan huruf di modal h, iaitu ΔH variasi.

Ia adalah salah satu sifat yang paling mendasar untuk mengkaji termokimia banyak reaksi; iaitu, kita bercakap mengenai detasmen atau penyerapan haba antara medium reaksi dan persekitarannya. Oleh itu, kita mengatakan bahawa tindak balas adalah eksotermik jika ΔH adalah negatif (ΔH 0).

Perubahan entalpi dalam pencairan ais positif, menunjukkan bahawa ais menyerap haba dari alam sekitar untuk bergerak ke keadaan cair, air

Sebagai contoh, ais mempunyai entalpi, h_ais, Walaupun air juga mempunyai entalpi sendiri, h_air. Apabila ais cair, variasi entalpi berlaku, dipanggil ΔH_Fus atau panas lebur (h_air-H_ais). Enthalpy air lebih tinggi daripada ais, menyebabkan ΔH_Fus Kerana ais positif dan mempunyai nilai +6.01 kJ/mol.

Entalpi dan variasinya biasanya dinyatakan dalam unit joule atau kalori. Perubahan entalpi +6.01 kJ/mol menunjukkan bahawa mol ais mesti menyerap 6.01 kJ tenaga kalori atau haba untuk mencairkan.

Bagaimana entalpia dikira?

Entalpi dan variasinya

Entalpi itu sendiri tidak terhingga, kerana ia bergantung kepada pembolehubah yang sukar untuk diukur dengan tepat. Perbandingan yang baik adalah ingin mengukur jumlah jumlah lautan: selalu ada bahagian di bawah bumi atau bertaburan di kalangan benua. Oleh itu, dan dalam praktiknya, H tidak dapat ditentukan; Tetapi ya ΔH.

Boleh melayani anda: koloid

Untuk mencapai ungkapan matematik yang membolehkan pengiraan ΔH, ia mesti terlebih dahulu ditinggalkan dari definisi asas entalpi:

H = u + pv

Menjadi tenaga dalaman sistem atau bahan yang dipersoalkan, dan pv kerja-kerja tekanan yang sistem ini dikenakan ke persekitaran untuk wujud. Seperti yang kita berminat untuk mengira ΔH dan tidak H, kita ada:

ΔH = Δu + δ (pv)

Sekiranya tekanan adalah malar, persamaan akan kekal:

ΔH = ΔU + pΔV

Kami tahu sebaliknya:

ΔU = q + W

Menjadi q Kerja panas dan w. Menggantikan kami:

ΔH = q + W + PΔV

Tetapi di samping itu, kita tahu bahawa:

W = - PΔV

Dan oleh itu:

ΔH = q  - PΔV + PδV

ΔH = q

Iaitu, ΔH untuk tindak balas atau proses, yang dijalankan di bawah tekanan malar, akan sama dengan haba q dihasilkan atau diserap.

Reaksi entalpi perubahan

Andaian bahawa tekanan tetap berterusan adalah mungkin jika tindak balas berlaku di bawah atmosfera bumi. Sebagai contoh, ais lanskap musim sejuk cair tanpa mengalami tekanan lain daripada suasana kita. Sebaliknya, ia juga terpakai untuk reaksi dalam media cair, atau yang tidak menghasilkan sejumlah besar gas.

Tindak balas ini menyerap atau melepaskan haba q Sama dengan ΔH, yang pada gilirannya, adalah perbezaan dalam enthalpies antara produk dan reaktan:

ΔH = h_Produk - H_Reaktan

Jenis entalpi

Ini adalah amalan biasa untuk bercakap tentang ΔH dan H seolah -olah mereka sama: kedua -duanya dipanggil enthalpies. Walau bagaimanapun, apabila ia datang kepada jenis, H adalah unik untuk setiap bahan atau sistem; Walaupun ΔH, sebaliknya, tertakluk kepada sifat reaksi atau proses dalam diri mereka.

Dalam pengertian ini, kita mula -mula mempunyai variasi entalpi positif (ΔH> 0) atau negatif (ΔH <0); unas corresponden a los procesos o reacciones endotérmicos (se enfrían los alrededores), mientras las segundas tienen que ver con los procesos o reacciones exotérmicos (se calientan los alrededores).

Ia boleh melayani anda: Nitrobenzene (C6H5N2): Struktur, sifat, kegunaan, risiko

Tanda '+' atau '-' yang mengiringi ΔH memberitahu kita oleh itu jika terdapat pembebasan atau penyerapan haba dalam tindak balas atau proses tertentu; yang mempunyai ciri ΔH mereka, sebagai sebahagian daripada sifat termokimia mereka.

Kami mempunyai infiniti jenis enthalpies, yang boleh diklasifikasikan mengikut proses fizikal atau tindak balas kimia.

Proses fizikal

Entalpi perubahan fasa

Bahan perlu menyerap atau melepaskan haba untuk bergerak dari fasa material atau bahan (pepejal, cecair atau gas) ke yang lain. Sebagai contoh, ais menyerap haba untuk mencairkan, jadi entalpi untuk perubahan fasa ini sepadan dengan gabungan, ΔH_Fus, juga dipanggil haba panas laten.

Enthalpy pembubaran atau campuran

Bahan apabila dibubarkan atau dicampur dalam medium pelarut boleh menyerap atau melepaskan haba, dengan itu mempunyai entalpi ΔH_Dis atau ΔH_Campurkan.

Tindak balas kimia

Entalpi latihan

Ia adalah haba yang berkaitan, ΔHº_F, kepada pembentukan sebatian, khususnya satu tahi lalat, dari unsur -unsur konstituennya dalam keadaan standard tekanan dan suhu (t = 298.15 k dan p = 1 atm).

Entalpi penguraian

Ia adalah haba yang berkaitan, ΔH_des, hingga kemerosotan sebatian dalam bahan yang lebih kecil dan sederhana. Secara umumnya positif, kerana haba diperlukan untuk memecahkan ikatan molekul.

Entalpi hidrogenasi

Ia adalah haba yang berkaitan, ΔH_h, Kepada ketagihan molekul hidrogen ke sebatian, biasanya hidrokarbon.

Entalpi pembakaran

Ia adalah haba yang dikeluarkan, ΔH_sikat, Apabila bahan terbakar bertindak balas dengan oksigen. Ia negatif, kerana haba dan cahaya dilepaskan (api).

Ia boleh melayani anda: jisim atom: definisi, jenis, cara mengira, contohnya

Contoh enthalpies

Akhirnya, sebutkan beberapa contoh khusus enthalpies akan dibuat:

Pembakaran metana

Ch₄ + 2₂ → Co₂ + 2h₂Sama ada

ΔH = -890.3 kJ/mol

Iaitu, satu mol cho₄ Apabila Pembakaran Membebaskan 890.3 kJ tenaga kalori.

Hidrogenasi etilena

Ch₂= Ch₂ + H₂ → Ch₃Ch₃

ΔH = -136 kJ/mol

Mol etilena melepaskan 136 kJ haba apabila hidrogen menjadi etana.

Garam di dalam air

Garam meja, NaCl, larut di dalam air untuk memisahkan ion NA⁺ dan Cl^- rangkaian kristal dan sekeliling (hidrat) molekul air:

NaCl (s) → na⁺(Ac) + cl^-(Ac)

ΔH = +3.87 kJ/mol

Iaitu, larut garam di dalam air, sesuai untuk menyejukkan kaca atau bekas. Walau bagaimanapun, jumlah haba yang diserap sangat kecil, jadi tangan kita hanya akan merasakan sedikit perubahan suhu.

Pembubaran kalium klorat di dalam air

Sebaliknya, kalium klorat, kclo₃, Ia mempunyai ΔH_Dis sangat positif:

KCl₃(s) → k⁺(ac) + clo₃^-(Ac)

ΔH = +41.38 kJ/mol

Yang bermaksud bahawa untuk membubarkan di dalam air ia menyerap sangat panas. Dan oleh itu, bekas akan sejuk dengan ketara, dan kita akan melihat bahawa wap air sekitarnya akan melembabkan permukaan luarnya.

Rujukan

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia. (8th ed.). Pembelajaran Cengage.
2. Wikipedia. (2020). Entalpi. Diperoleh dari: dalam.Wikipedia.org
3. Helmestine, Anne Marie, Ph.D. (28 Ogos 2020). Definisi enthalpi dalam kimia dan fizik. Pulih dari: Thoughtco.com
4. Andrew Rader Studios. (2015). Tenaga dan entalpi. Pulih dari: Physics4kids.com
5. Kiddle. (2020). Fakta enthalpi untuk kanak -kanak. Diperolehi dari: Fakta.Kiddle.co
6. Admin. (21 Disember 2010). Entalpi. Pulih dari: bahan kimia oxyorganik.com
7. María Estela Raffino. (11 Julai 2020). Konsep Entalpia. Pulih dari: konsep.dari