Przykładowy problem zmiany entalpii

Zmiana entalpii rozkładu nadtlenku wodoru

Obrazy PM/Getty Images

Ten przykładowy problem pokazuje, jak znaleźć entalpię rozkładu nadtlenku wodoru.

Przegląd entalpii

Możesz przejrzeć Prawa termochemii oraz Reakcje endotermiczne i egzotermiczne zanim zaczniesz. Entalpia towłaściwość termodynamicznato jest suma energii wewnętrznej, która jest dodawana do systemu oraz iloczynu jego ciśnienia i objętości. Jest to miara zdolności systemu do uwalniania ciepła i wykonywania prac niemechanicznych. W równaniach entalpia jest oznaczona wielką literą H, podczas gdy entalpia właściwa to małe h. Jego jednostki to zazwyczaj dżule , kalorie lub BTU.

Zmiana entalpii jest wprost proporcjonalna do liczby substratów i produktów, więc tego typu problem rozwiązujesz wykorzystując zmianę entalpii dla reakcji lub obliczając ją na podstawie ciepła tworzenia reagenty i produkty, a następnie pomnożenie tej wartości razy rzeczywistą ilość (w molach) obecnego materiału.

Problem entalpii

Nadtlenek wodoru rozkłada się zgodnie z następującą reakcją termochemiczną:
H_dwaO_dwa(l) → H_dwaO(l) + 1/2 O_dwa(g); ΔH = -98,2 kJ
Oblicz zmianę entalpii, ΔH, gdy rozpada się 1,00 g nadtlenku wodoru.

Rozwiązanie

Ten rodzaj problemu jest rozwiązywany za pomocą tabeli, aby sprawdzić zmianę entalpii, chyba że jest ona podana tobie (tak jak tutaj). Równanie termochemiczne mówi nam, że ΔH dla the rozkład 1 mol H_dwaO_dwawynosi -98,2 kJ, więc ta zależność może być użyta jako a współczynnik konwersji .

Gdy znasz zmianę entalpii, musisz znać liczbę moli danego związku, aby obliczyć odpowiedź. Używając Układ okresowy zsumować masy wodoru i tlenu atomy w nadtlenku wodoru znajdziesz masa cząsteczkowa z H_dwaO_dwawynosi 34,0 (2 x 1 dla wodoru + 2 x 16 dla tlenu), co oznacza, że ​​1 mol H_dwaO_dwa= 34,0 g H_dwaO_dwa.

Używając tych wartości:

ΔH = 1,00 g H_dwaO_dwax 1 mol H_dwaO_dwa/ 34,0 g H_dwaO_dwax -98,2 kJ / 1 mol H_dwaO_dwa
ΔH = -2,89 kJ

Odpowiadać

Zmiana entalpii, ΔH, gdy rozpada się 1,00 g nadtlenku wodoru = -2,89 kJ

Dobrym pomysłem jest sprawdzenie swojej pracy, aby upewnić się, że wszystkie współczynniki konwersji znoszą się, co daje odpowiedź w jednostkach energii. Najczęstszym błędem popełnianym w obliczeniach jest przypadkowe przełączenie licznika i mianownika współczynnika konwersji. Druga pułapka to znaczące liczby. W tym zadaniu zmiany entalpii i masy próbki podano przy użyciu 3 cyfr znaczących, więc odpowiedź należy podać przy użyciu tej samej liczby cyfr.