엔탈피 란 무엇인가?

그 엔탈피 이는 체적 (체적)이 있고 압력을 받고 그 환경과 상호 교환 될 수있는 신체 (시스템)에 포함 된 에너지의 양을 측정 한 것입니다. 문자 H로 표시됩니다. 그와 관련된 물리적 단위는 7 월 (J = kgm2 / s2).

수학적으로 다음과 같이 표현할 수 있습니다.

H = U + PV

장소 :

H = 엔탈피

U = 시스템의 내부 에너지

P = 압력

V = 볼륨

U와 P와 V가 모두 상태 함수이면, H도 역시된다. 이는 주어진 순간에 시스템에서 연구 될 변수의 최종 및 초기 조건을 부여 할 수 있기 때문입니다.

색인

• 1 훈련 엔탈피 란 무엇인가??
  • 1.1 예제
  • 1.2 발열 및 흡열 반응
• 엔탈피 계산을위한 2 가지 운동
  • 2.1 운동 1
  • 2.2 운동 2
  • 2.3 운동 3
• 3 참고

교육 엔탈피는 무엇입니까??

1 몰의 물질 생성물이 정상적인 응집 상태에서 그 원소들로부터 생성 될 때 시스템에 의해 흡수되거나 방출되는 열; 고체, 액체, 기체, 용해 또는보다 안정한 동종 성 상태.

가장 안정한 탄소 동소체 상태는 흑연이며, 정상 압력 조건 인 1 기압과 25 ℃ 온도.

그것은 ΔH ° f로 표시됩니다. 이 방법으로 :

ΔH ° f = 최종 H - 초기 H

Δ : 최종 및 초기 상태의 에너지 변화 또는 변화를 상징하는 그리스 문자. 아래 첨자 f는 화합물의 형성과 위 첨자 또는 표준 조건을 의미한다.

예제

액상 물의 생성 반응을 고려할 때

H2 (g) + 1 / 2O2 (g) H2O (1) ΔH ° f = -285.84 kJ / mol

시약: 수소와 산소, 자연 상태는 가스 상태입니다..

제품: 액체 물 1 몰.

정의에 따른 생성 엔탈피는 생성 된 화합물 1 몰에 대한 것이므로, 앞의 예에서 볼 수 있듯이 분수 계수로 가능한 한 반응을 조정해야한다는 점에 유의해야합니다.

발열 및 흡열 반응

화학 반응에서 생성 엔탈피는 반응이 흡열 일 때 ΔHof> 0 일 수 있습니다. 이는 반응이 매체 또는 음으로부터 열을 흡수 함을 의미합니다. ΔHof<0 si la reacción es exotérmica con emisión de calor desde el sistema.

발열 반응

시약은 제품보다 더 많은 에너지를 가지고 있습니다..

ΔH ° f <0

흡열 반응

시약은 제품보다 에너지가 적습니다..

ΔH ° f> 0

화학 방정식을 정확하게 쓰려면 몰비 균형을 이루어야합니다. "물질 보존 법칙"을 준수하기 위해서는 시약 및 제품의 물리적 상태에 대한 정보가 포함되어 있어야하며, 이는 응집 상태라고합니다.

또한 순수한 물질은 0에서 표준 상태까지 그리고 가장 안정한 형태로 형성되는 엔탈피를 가지고 있음을 염두에 두어야합니다.

반응물과 생성물이있는 화학 시스템에서, 우리는 반응 엔탈피가 표준 조건 하에서 생성 엔탈피와 동일하다는 것을 알았습니다.

ΔH ° rxn = ΔH ° f

위의 사항을 고려하여 우리는 :

ΔH ° rxn = Σnproductos Hivectivos Σnreactivos Hreactivos

다음과 같은 가상의 반응을 감안할 때

aA + bBcC

여기서 a, b, c는 균형 화학 반응식의 계수.

반응 엔탈피의 표현식은 다음과 같습니다.

ΔH ° rxn = c ΔH ° f C (ΔH ° f A + b ΔH ° f B)

즉, a = 2 몰, b = 1 몰, c = 2 몰.

ΔH ° f (A) = 300 KJ / mol, ΔH ° f (B) = -100 KJ / mol, ΔH ° f (C) = -30 KJ. ΔH ° rxn을 계산하십시오.

ΔH ° rxn = 2mol (-30KJ / mol) - (2mol (300KJ / mol + 1mol (-100KJ / mol) = -60KJ - (600KJ - 100KJ) = -560KJ

ΔH ° rxn = -560KJ.

발열 반응에 해당한다..

25 ° C 및 1 기압에서 일부 무기 및 유기 화합물의 형성을위한 엔탈피 값

엔탈피 계산을위한 운동

운동 1

다음 반응에 따라 NO2 (g)의 반응 엔탈피를 구하라.

2NO (g) + O2 (g) 2NO2 (g)

반응 엔탈피 방정식을 사용하여, 우리는 :

ΔH ° rxn = Σnproductos Hivectivos Σnreactivos Hreactivos

ΔH ° rxn = 2mol (ΔH ° f NO2) - (2mol ΔH ° f NO + 1mol ΔH ° f O2)

이전 섹션의 표에서 우리는 산소가 순수한 화합물이기 때문에 산소에 대한 생성 엔탈피가 0 KJ / mol임을 알 수 있습니다.

ΔH ° rxn = 2mol (33.18KJ / mol) - (2mol90.25KJ / mol + 1mol0)

ΔH ° rxn = -114.14 KJ

화학 시스템에서 반응 엔탈피를 계산하는 또 다른 방법은 1840 년 스위스의 화학자 Germain Henri Hess가 제안한 HESS 법칙을 사용하는 것입니다.

법에 따르면 "반응물이 생성물이되는 화학 공정에서 흡수되거나 방출되는 에너지는 한 단계 또는 여러 단계에서 수행되는 경우 동일하다".

운동 2

에탄을 형성하기 위해 아세틸렌에 수소를 첨가하는 것은 한 단계에서 수행 될 수있다 :

C2H2 (g) + 2H2 (g) H3CCH3 (g) ΔH ° f = - 311.42 KJ / mol

또는 두 단계로 진행될 수도 있습니다.

(g) H2C = CH2 (g) ΔH ° f = - 174.47 KJ / mol

H2C = CH2 (g) + H2 (g) H3CCH3 (g) ΔH ° f = - 136.95 KJ / mol

두 방정식을 모두 대수적으로 추가하면 다음과 같이됩니다.

(g) H2C = CH2 (g) ΔH ° f = - 174.47 KJ / mol

H2C = CH2 (g) + H2 (g) H3CCH3 (g) ΔH ° f = - 136.95 KJ / mol

C2H2 (g) + 2H2 (g) H3CCH3 (g) ΔH ° rxn = 311.42 KJ / mol

운동 3

(quimitube.com에서 가져온 운동 26. 열역학 헤스의 법칙)

아세트산 및 물 제품으로 에탄올의 산화 엔탈피를 계산하여 에탄올 10g의 연소시 에너지 300KJ가 방출되고 아세트산 10g의 연소시 에너지 140KJ가 방출됨을 알 수 있습니다.

문제의 설명에서 알 수 있듯이 수치 데이터 만 나타나지만 화학 반응은 나타나지 않으므로 작성해야합니다.

CH3CH2OH (1) + 3O2 (g) 2CO2 (g) +3H2O (1) ΔH1 = -1380 KJ / mol.

음의 엔탈피 값은 에너지 방출이 있다고하는 문제 때문에 쓰여집니다. 당신은 또한 그들이 에탄올 10 그램이라고 생각해야합니다. 그래서 에탄올 1 몰당 에너지를 계산해야합니다. 이를 위해 다음이 수행됩니다.

46 g / mol과 동일한 에탄올의 몰 중량 (원자량의 합)을 구한다.

ΔH1 = -300 KJ (46 g) 에탄올 = - 1380 KJ / mol

10g 에탄올 1mol 에탄올

아세트산도 마찬가지이다.

CH3COOH (1) + 2O2 (g) 2CO2 (g) + 2H2O (1) ΔH2 = -840 KJ / mol

ΔH2 = -140 KJ (60 g 아세트산) = - 840 KJ / mol

아세트산 10g 아세트산 1g.

위의 반응들에서 에탄올과 아세트산의 연소가 기술되었으므로 에탄올을 물 생산을 통해 아세트산으로 산화시키는 문제 공식을 기술 할 필요가있다.

이것은 문제가 요구하는 반응입니다. 벌써 균형 잡혔어..

(1) + H2 (g) CH3COOH (1) + H2O (1) ΔH3 = ?

헤스의 법칙 적용

이를 위해 열역학적 방정식에 수치 계수를 곱하여 대수적으로 만들고 각 방정식을 올바르게 구성합니다. 이는 하나 또는 여러 개의 시약이 방정식의 해당면에 없을 때 수행됩니다.

첫 번째 방정식은 에탄올이 문제 방정식에 표시된 반응물의 측면에 있기 때문에 동일하게 유지됩니다.

두 번째 방정식은 반응성 인 아세트산이 생성물이 될 수있는 방법으로 계수 -1을 곱하기 위해 필요합니다

CH3CH2OH (1) + 3O2 (g) 2CO2 (g) + 3H2O (1) ΔH1 = -1380 KJ / mol.

- CH3COOH (1) -2O2 (g) -2CO2 (g) 2H2O (1) ΔH2 = - (-840 KJ / mol)

CH3CH3OH + 3O2-2O2-CH3COOH2CO2 + 3H2O-2CO2

-2H2O

그들은 대수적으로 더 해지고 이것은 결과입니다 : 문제에서 요구 된 방정식.

CH3COOH (1) + O2 (g) CH3COOH (1) + H2O (1)

반응의 엔탈피를 결정하십시오..

각 반응에 수치 계수를 곱한 것과 같은 방식으로, 엔탈피 값도 곱해야합니다

ΔH3 = 1x ΔH1 -1xΔH2 = 1x (-1380) -1x (-840)

ΔH3 = -1380 + 840 = - 540 KJ / mol

ΔH3 = -540 KJ / mol.

이전 운동에서 에탄올은 연소와 산화의 두 가지 반응을 나타냅니다.

모든 연소 반응에서 이산화탄소와 H2O가 형성되는 반면, 에탄올과 같은 1 차 알코올의 산화에서는 아세트산

참고 문헌

1. Cedrón, Juan Carlos, Victoria Landa, Juana Robles (2011). 일반 화학 교재 리마 : Pontificia Universidad Católica del Perú.
2. 화학 Libretexts. 열화학 헴 .libretexts.org에서 가져온.
3. Levine, I. Physicochemistry. vol.2.