반응 열이란 무엇입니까?

그 반응열 또는 반응 엔탈피 (AH)는 일정 압력에서 발생하는 화학 반응의 엔탈피 변화 (앤 마리 Helmenstine 2014).

엔탈피는 모든 상태 함수 인 압력, 체적 및 내부 에너지로부터 도출되기 때문에, 엔탈피 또한 국가의 함수이다 (Rachel Martin, 2014).

ΔH를 찾거나 시스템의 내부 에너지를 변화 시키거나 열량과 작업량을 동시에 측정하는 것이 어려워지면 시스템의 에너지 변화를 계산하기위한 측정 단위로 엔탈피 변화가 나타납니다 교환 된.

일정한 압력이 주어지면 엔탈피 변화는 열과 동일하며 ΔH = q로 측정 할 수 있습니다.

표기법은 ΔHº 또는 ΔHº입니다._r 반응열의 정확한 온도와 압력을 설명하기 위해 일어난다. ΔH.

표준 반응 엔탈피는 ΔHº 또는 ΔHºrxn으로 표시되며 양과 음의 값을 모두 가정 할 수 있습니다. ΔH º에 대한 단위는 몰에 대한 킬로 쥬울, 또는 kj / 몰이다..

반응열을 이해하는 이전 개념 : ΔH와 ΔHº의 차이_r.

Δ = 엔탈피의 변화 (생성물의 엔탈피 - 반응물의 엔탈피).

양수 값은 생성물이보다 높은 엔탈피를 갖거나 흡열 반응 (열이 필요함).

음수 값은 반응물이 더 높은 엔탈피를 갖거나 발열 반응 (열이 발생됨).

º =는 반응이 표준 엔탈피 변화이며 사전 설정된 압력 / 온도에서 일어난다는 것을 의미합니다.

r =이 변화가 반응의 엔탈피임을 나타냅니다..

표준 상태 : 고체 또는 액체의 표준 상태는 1 bar의 압력에서 순수한 물질이거나 같은 1 대기 (105 Pa)와 25 ℃의 온도 또는 같은 것 298 K.

ΔH º_r 반응의 표준 열 또는 표준 엔탈피이며, ΔH는 반응의 엔탈피도 측정합니다. 그러나, ΔH ≠ rxn은 "표준"조건 하에서 발생하는데, 이는 반응이 25 ℃와 1 기압에서 일어남을 의미합니다.

표준 조건 하에서 ΔH의 측정의 이점은 ΔHº의 값을 동일한 조건에서 발생하기 때문에 다른 값과의 관계를 나타내는 능력에있다 (Clark, 2013).

훈련 열

표준 생성 열량 ΔH_f화학 물질의 25 ℃에서 그 화학 물질 1 몰과 표준 상태에서 1 바아의 물질이 형성됨에 따라 흡수되거나 방출되는 열의 양.

원소가 가장 안정한 형태이고 섭씨 25도 및 1 바 (Jonathan Nguyen, 2017)에서의 물리적 상태 (고체, 액체 또는 기체)라면 원소는 표준 상태에있다..

예를 들어, 이산화탄소에 대한 표준 생성 열은 반응물로서 산소와 탄소를 의미합니다.

산소는 가스 분자로서 더 안정하다.₂, 탄소는 고체 그래파이트로서보다 안정하다. (흑연은 표준 조건에서 다이아몬드보다 안정적입니다.)

정의를 다른 방식으로 나타 내기 위해 표준 생성 열은 표준 열 반응의 특수 유형입니다.

반응은 표준 조건에서 표준 상태에서 원소 1 몰을 형성하는 것이다.

대형의 표준 열은 형성의 표준 엔탈피라고도 불립니다 (실제로 엔탈피의 변화 임에도 불구하고).

정의에 따르면, 자체 원소의 형성은 엔탈피의 변화를 일으키지 않으므로 모든 원소에 대한 표준 반응열은 0이다 (Cai, 2014).

반응 엔탈피의 계산

1- 실험적 계산

엔탈피는 칼로리 미터를 사용하여 실험적으로 측정 할 수 있습니다. 칼로리 미터는 시료가 활성화 에너지를 제공하는 전기 케이블을 통해 반응하는 도구입니다. 샘플은 끊임없이 흔들리는 물에 둘러싸인 컨테이너에 있습니다..

시료를 반응시킬 때 일어나는 온도 변화로 측정하고 물과 질량의 비열을 알고 반응을 자유롭게하거나 흡수하는 열은 방정식 q = Cesp x m x ΔT에 의해 계산됩니다.

이 방정식에서 q는 열, Cesp는 물의 경우 1 그램 당 1 칼로리 인 비열, m은 물의 질량, ΔT는 온도의 변화입니다.

열량계는 일정한 압력을 갖는 격리 된 시스템이므로 ΔH_r= q

2- 이론 계산

엔탈피 변화는 반응의 특정 경로에 의존하지 않고 제품 및 시약의 전반적인 에너지 수준에만 의존합니다. 엔탈피 (Enthalpy)는 상태의 함수이며, 그 자체로는 부가 적이다..

반응의 표준 엔탈피를 계산하기 위해 반응물의 표준 생성 엔탈피를 추가하고 표준 생성 엔탈피의 합에서 뺍니다 (Boundless, S.F.). 수학적으로 말하면, 이것은 우리에게 다음을 준다.

ΔH_r° = ΣΔH_fº (곱) - Σ ΔH_fº (반응물).

반응 엔탈피는 일반적으로 정상 상태에서 반응의 형성 엔탈피 (1 개 바, 온도 섭씨 25도)에서 계산.

이 열역학의 원리를 설명하기 위해 메탄의 연소에 대한 반응 엔탈피 (CH₄)에 따라,

CH₄ (g) + 2O₂ (g) → CO₂ (g) + 2H₂O (g)

반응의 표준 엔탈피를 계산하기 위해, 우리는 반응에 관여하는 반응물과 생성물의 각각에 형성의 표준 엔탈피를 볼 필요가.

이들은 일반적으로 부록이나 여러 온라인 표에 나와 있습니다. 이 반응에 필요한 데이터는 다음과 같습니다.

H_fCH₄ (g) = -75kjoul / mol.

H_fº O₂ (g) = 0kjoul / mol.

H_f콜로라도 주₂ (g) = -394 kjoul / mol.

H_fº H₂O (g) = -284 kjoul / mol.

표준 상태에 있기 때문에 산소 기체에 대한 표준 생성 엔탈피는 0 kJ / mol입니다.

다음으로 우리는 표준 훈련의 엔탈피를 요약합니다. 단위는 kJ / mol이기 때문에 균형 반응식 (Leaf Group Ltd, S.F.)의 화학량 론적 계수를 곱해야합니다..

ΣΔH_fº (곱) = ΔH_f콜로라도 주₂ +2 ΔH_fº H₂O

ΣΔH_fº (생성물) = -1 (394k㏖ / mol) -2 (284k㏖ / mol) = -962 kjoul / mol

ΣΔH_fº (반응물) = ΔH_fCH₄ + ΔH_fº O₂

ΣΔH_fº (반응물) = -75kjoul / mol + 2 (0kjoul / mol) = -75 kjoul / mol

이제 우리는 반응의 표준 엔탈피를 찾을 수 있습니다 :

ΔH_r° = ΣΔH_fº (곱) - Σ ΔH_fº (반응물) = (- 962) - (- 75) =

ΔH_r° = - 887kJ / mol.

참고 문헌

1. Anne Marie Helmenstine. (2014, 6 월 11 일). 반응 정의의 엔탈피. thoughtco에서 가져온 : thoughtco.com.
2. (S.F.). 반응의 표준 엔탈피. 무한 함에서 회복 함 : boundless.com.
3. Cai, E. (2014, 3 월 11 일). 표준 형성 열. chemstatistician에서 회복 된 : chemicalstatistician.wordpress.com.
4. Clark, J. (2013, 5 월). 다양한 엔탈피 변화 정의. chemguide.co.uk에서 가져온 : chemguide.co.uk.
5. Jonathan Nguyen, G. L. (2017, February 9). 표준 엔탈피 형성. chem.libretexts.org에서 가져옴 : chem.libretexts.org.
6. 리프 그룹 회사 (S.F.). 반응의 엔탈피 계산 방법. sciencing에서 회복 : sciencing.com.
7. Rachel Martin, E. Y. (2014, 5 월 7 일). 반응열. chem.libretexts.org에서 가져옴 : chem.libretexts.org.