Obliczanie entalpii reakcji brzmi jak chemia fizyczna dla wtajemniczonych, a to zwykłe odejmowanie z pilnowaniem znaków. Otóż jest złota zasada: entalpia reakcji to suma entalpii tworzenia produktów minus suma entalpii tworzenia substratów, każda pomnożona przez swój współczynnik. Pierwiastki w stanie standardowym (np. O2, Al) mają entalpię tworzenia zero, więc znikają z rachunku. Wzięliśmy cztery zadania, w tym paliwo rakietowe, część rozłożoną też na filmie. Lecimy.
Jak nie zgubić się w minusach
Wypisz sobie osobno produkty i osobno substraty, każdemu przypisz jego ΔHtw razy współczynnik, a potem produkty minus substraty. Największa pułapka to podwójny minus (odejmowanie ujemnej liczby daje dodawanie) i stan skupienia, bo ta sama substancja jako gaz i jako ciecz ma różną entalpię tworzenia. Nie spiesz się, lepiej policzyć raz, ale spokojnie.
Przez stały tlenek miedzi(II) (użyty w nadmiarze) przepuszczono 6,8 g amoniaku, zachodzi reakcja:
Entalpie tworzenia amoniaku, tlenku miedzi(II) i wody wynoszą odpowiednio −46, −155 i −285 kJ/mol. Oblicz ile ciepła wydzieli się w tej reakcji.
Rozwiązanie tłumaczę na filmie:
Pokaż rozwiązanie
Produkty: N2 i Cu to pierwiastki (ΔHtw = 0), zostaje 3H2O. Substraty: 2NH3 i 3CuO.
Ta wartość dotyczy 2 moli NH3, czyli 34 g. Użyto 6,8 g, to jest 0,4 mola, czyli 0,2 razy tyle co 2 mole. Z proporcji:
Oblicz entalpię obu reakcji na podstawie entalpii tworzenia z tabeli: (1) 2NO + O2 ⟶ 2NO2 oraz (2) FeS(s) + 2HCl(g) ⟶ FeCl2 + H2S(g).
| Substancja | NO | NO2 | FeS | H2S(g) | HCl(g) | FeCl2 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ΔHtw (kJ/mol) | 91,3 | 34,2 | −95,1 | −20,6 | −92,3 | −342 |
Rozwiązanie tłumaczę na filmie:
Pokaż rozwiązanie
Reakcja (1): tlen jako pierwiastek ma ΔHtw = 0.
Reakcja (2): bierzemy HCl w postaci gazowej, czyli −92,3 (a nie wartość dla roztworu).
Oblicz entalpię reakcji glinu z chloranem(VII) amonu (współczynniki są już najmniejszymi liczbami całkowitymi):
| Reagent | NH4ClO4 | Al2O3 | AlCl3 | NO | H2O |
|---|---|---|---|---|---|
| ΔHtw (kJ/mol) | −295 | −1676 | −704 | 90 | −242 |
Pokaż rozwiązanie
Glin to pierwiastek (ΔHtw = 0). Liczymy produkty minus substraty:
W silnikach rakietowych stosuje się egzotermiczną reakcję metylohydrazyny z tetratlenkiem diazotu. Oblicz entalpię tej reakcji.
| Reagent | N2O4 | N2H3CH3 | N2 | CO2 | H2O |
|---|---|---|---|---|---|
| ΔHtw (kJ/mol) | −20 | 54 | 0 | −393,5 | −242 |
Pokaż rozwiązanie
Azot to pierwiastek (ΔHtw = 0). Liczymy produkty minus substraty:
Chemia fizyczna bez zawału
Entalpia reakcji to produkty minus substraty. Reszta to pilnowanie znaków i stanów skupienia.
W kursie rozkładamy termochemię na dwie proste metody (na wzorach i „na stos”), obie po ludzku. Dostajesz teorię po ludzku, filmy i zestaw zadań z pełnymi rozwiązaniami. Krok po kroku, aż po maturę.
To wycinek z lekcji o obliczaniu entalpii reakcji. W kursie jest ich więcej: metoda składania reakcji „na stos”, entalpie spalania, energie wiązań, entalpia swobodna i pełen zestaw zadań maturalnych.
Rozkładam maturę z chemii na czynniki pierwsze, krok po kroku
Cała teoria i zadania wytłumaczone po ludzku, z filmami do wielu z nich, tak żeby chemia w końcu miała sens. Zobacz kurs maturalny, albo zacznij od darmowego kursu i sprawdź, jak tłumaczę, zanim cokolwiek wydasz.