Entalpia reakcji to zmiana entalpii układu termodynamicznego, spowodowana zajściem reakcji chemicznej w stałej temperaturze. Pozwala ona określić aspekt energetyczny reakcji.
deltaH > 0 - reakcja endoenergetyczna (pobranie ciepła)
deltaH < 0 - reakcja egzoenergetyczna (uwolnienie ciepła)
Postęp reakcji to iloraz moli produktów oraz produktów i współczynników stechiometrycznych. λ jest równa 1, jeżeli liczba moli substratów i produktów jest równa sumie współczynników stechiometrycznych.
Wzór na postęp reakcji:
v i - współczynniki stechiometryczne
n zi - mole substancji
Prawo Kirchoffa
Entalpią reakcji jest różnica sumy produktów pomnożonych przez wartości entalpii tworzenia i sumy substratów pomnożonych przez entalpie tworzenia.
Prawo Hessa
Podczas obliczania ciepła (entalpii tworzenia) reakcji ma zastosowanie prawo stałej sumy ciepeł Germana Hessa.
Ciepło reakcji chemicznej przebiegającej pod stałym ciśnieniem i w stałej objętości zależy od stanu początkowego i końcowego reakcji.
Założenia:
V=const
p=const
T=const
Suma substratów i suma produktów są stałe.
Przykłady zastosowania
1. Oblicz entalpię i postęp reakcji wodoru z tlenem.
2 H2 + O2 --> 2 H2O
Entalpia H2O wynosi -285,83 kJ/mol
Pierwiatki w stanie wolnym mają entalpię tworzenia równą zero.
Stosujemy prawo Kirchoffa:
Δh = 2*-285,83 - 0 = -471,66 kJ/mol
Postęp reakcji:
2 mol + 1 mol + 2 mol = 5 moli
5 moli : 5 = 1
Zachodzi szybka reakcja chemiczna.
Reakcja jest egzoenergetyczna.
2. Oblicz entalpię i postęp reakcji sodu z wodą.
2 Na + 2 H2O --> 2 NaOH + H2
2* -470.11 + 0 - 0 + 2*(- 285,83) --> -950.22 + 471,66 = -478.56 kJ/mol
Postęp reakcji:
4 mol : 3 = 1,33
Zachodzi szybka reakcja chemiczna.
Reakcja jest egzoenergetyczna - 1 mol substancji uwalnia - 478,56 kJ ciepła.
3. Oblicz entalpię i postęp reakcji siarczanu (VI) miedzi (II) z wodorotlenkiem sodu
CuSO4 + 2 NaOH --> Cu(OH)2 + Na2SO4
-771.36 + - 2*-470.11 --> 64.77 + - 460 + -240.12 + - 909.27
-771.36 + -940.22--> -396.33 + -1149.39
-1611.58 --> - 1545.72
-1545.72 + 1611.58 = 65.86 kJ/mol
Postęp reakcji:
3 : 2 = 1,5
Osad wodorotlenku miedzi (II) strąca się szybko.
Reakcja jest endoenergetyczna.
Comments