Panas reaksi

Skema panas reaksi dalam kondisi suhu dan tekanan tertentu. Sumber: Joseasorrentino, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons

Apa itu panas reaksi?

Dia panas reaksi, o Reaksi Entalpi (ΔH), adalah jumlah energi per mol yang dilepaskan atau diproduksi dalam reaksi kimia pada tekanan konstan. Ini adalah unit termodinamika dengan ukuran yang berguna untuk menghitung energi yang dilepaskan atau diproduksi.

Karena entalpi berasal dari tekanan, volume dan energi internal, yang semuanya merupakan fungsi negara, entalpi juga merupakan fungsi negara.

ΔH, atau perubahan entalpi, muncul sebagai unit ukuran yang bertujuan menghitung perubahan energi suatu sistem ketika menjadi terlalu sulit untuk menemukan ΔU, atau perubahan energi internal suatu sistem, secara bersamaan mengukur jumlah panas dan pekerjaan yang dipertukarkan.

Memberi.

Notasi ΔHº atau ΔHº_R kemudian muncul untuk menjelaskan suhu dan tekanan yang tepat dari panas reaksi ΔH.

Entrah reaksi standar dilambangkan dengan ΔHº atau ΔHºRXN dan dapat mengasumsikan nilai positif dan negatif. Unit untuk ΔHº adalah kilojulios per mol, atau kJ / mol.

Konsep sebelumnya untuk memahami panas reaksi: Perbedaan antara ΔH dan ΔHº_R

- Δ = mewakili perubahan entalpi (entalpi produk kecuali entalpi reaktan).

Nilai positif menunjukkan bahwa produk memiliki entalpi yang lebih besar, atau merupakan reaksi endotermik (diperlukan panas).

Nilai negatif menunjukkan bahwa reaktan memiliki entalpi yang lebih besar, atau itu adalah reaksi eksotermik (panas terjadi).

- º = berarti reaksi adalah perubahan entalpi standar, dan terjadi pada tekanan / suhu yang telah ditetapkan sebelumnya.

- R = menunjukkan bahwa perubahan ini adalah entalpi reaksi.

Dapat melayani Anda: kalsium: sifat, struktur, mendapatkan, menggunakan

- Keadaan standar: keadaan standar padat atau cairan adalah zat murni pada tekanan 1 bar, atau apa yang sama, 1 atmosfer (105 pa) dan suhu 25 ° C, atau apa yang sama, 298 k.

- ΔHº_R Ini adalah panas standar reaksi atau entalpi standar dari suatu reaksi, dan sebagai ΔH juga mengukur entalpi reaksi. Namun, ΔHºRXN terjadi dalam kondisi "standar", yang berarti reaksi terjadi pada 25 ° C dan 1 atm.

Manfaat pengukuran ΔH dalam kondisi standar terletak pada kemampuan untuk menghubungkan nilai ΔHº dengan yang lain, karena mereka terjadi dalam kondisi yang sama.

Panas Formasi

Panas formasi standar, ΔH_Fº, dari suatu bahan kimia adalah jumlah panas yang diserap atau dilepaskan dari pembentukan 1 mol bahan kimia itu pada suhu 25 ° C dan 1 batang elemennya di keadaan standarnya.

Suatu elemen berada dalam keadaan standarnya jika berada dalam bentuk yang paling stabil dan kondisi fisiknya (padat, cair atau gas) pada suhu 25 ° C dan 1 bar.

Misalnya, panas pembentukan standar untuk karbon dioksida menyiratkan oksigen dan karbon sebagai reagen.

Oksigen lebih stabil sebagai molekul gas atau₂, sedangkan karbon lebih stabil sebagai grafit padat (grafit lebih stabil daripada berlian dalam kondisi standar).

Untuk mengekspresikan definisi dengan cara lain, panas pembentukan standar adalah jenis khusus dari panas reaksi standar.

Reaksi adalah pembentukan 1 mol bahan kimia dari unsur -unsurnya dalam keadaan standar dalam kondisi standar.

Dapat melayani Anda: karakter logam

Panas standar formasi juga disebut entalpi standar formasi (meskipun benar -benar merupakan perubahan entalpi).

Menurut definisi, pembentukan unsur itu sendiri tidak akan menghasilkan perubahan entalpi, sehingga panas reaksi standar untuk semua elemen adalah nol.

Perhitungan entalpi reaksi

1. Perhitungan Eksperimental

Enthalpy dapat diukur secara eksperimental dengan menggunakan kalorimeter. Kalorimeter adalah instrumen di mana sampel bereaksi melalui kabel listrik yang menyediakan energi aktivasi. Sampel ditemukan dalam wadah yang dikelilingi oleh air, yang terus -menerus gelisah.

Saat mengukur dengan kalorimeter perubahan suhu yang terjadi ketika sampel bereaksi, dan mengetahui panas spesifik air dan massa, panas yang melepaskan atau menyerap reaksi dihitung dengan persamaan q = cesp x m x Δt.

Dalam persamaan ini, apa itu panas, CESP adalah panas spesifik, dalam hal air ini, yang sama dengan 1 kalori per gram, m adalah massa air dan Δt adalah perubahan suhu.

Kalorimeter adalah sistem yang terisolasi yang memiliki tekanan konstan, jadi ΔH_R= q

2. Perhitungan Teoritis

Perubahan entalpi tidak tergantung pada rute reaksi tertentu, tetapi hanya pada tingkat energi global produk dan reagen. Entalpía adalah fungsi dari negara, dan dengan demikian, itu adalah aditif.

Untuk menghitung entalpi standar suatu reaksi, kita dapat menambahkan entalpi standar pembentukan reagen dan mengurangi jumlah entalpi pembentukan produk standar. Secara matematis, ini memberi kita:

Itu dapat melayani Anda: 6 indikator pH alami dan karakteristiknya

ΔH_R° = σ ΔH_Fº (Produk) - σ ΔH_Fº (reaktan).

Reaksi entalpi biasanya dihitung dari pembentukan reagen entalpi dalam kondisi normal (1 tekanan dan suhu 25 ° C).

Untuk menjelaskan prinsip termodinamika ini, kami akan menghitung entalpi reaksi untuk pembakaran metana (CH₄) Menurut formula:

Ch₄ (g) + 2nd₂ (g) → co₂ (g) + 2h₂O (g)

Untuk menghitung entalpi reaksi standar, kita perlu mencari entalpi pelatihan standar untuk masing -masing reagen dan produk yang terlibat dalam reaksi.

Ini biasanya ditemukan dalam lampiran atau di beberapa tabel online. Untuk reaksi ini, data yang kita butuhkan adalah:

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.

Perhatikan bahwa karena itu dalam keadaan standar, entalpi pembentukan gas standar adalah 0 kJ / mol.

Selanjutnya, kami merangkum entalpi pelatihan standar kami. Perlu diingat bahwa karena unit berada di KJ / mol, kita perlu berlipat ganda dengan koefisien stoikiometrik dalam persamaan reaksi seimbang.

Σ ΔH_Fº (produk) = ΔH_Fº CO₂ +2 ΔH_Fº H₂O

Σ ΔH_Fº (produk) = -1 (394 kjoul/mol) -2 (284 kjoul/mol) = -962 kjoul/mol

Σ ΔH_Fº (reaktan) = ΔH_FCh₄ + ΔH_Fº O₂

Σ ΔH_Fº (reaktan) = -75 kjoul/mol + 2 (0 kjoul/mol) = -75 kjoul/mol

Sekarang, kita dapat menemukan entalpi standar reaksi:

ΔH_R° = σ ΔH_Fº (Produk) - σ ΔH_Fº (reaktan) = (- 962)- (- 75) =

ΔH_R° = - 887kj / mol.

Referensi

1. Entalpi definisi reaksi. Pulih dari Thoughtco.com.
2. (S.F.). Entalpi reaksi standar. Pulih dari tanpa batas.com.