Science >> Wetenschap >  >> Energie

Hoe kom je erachter hoeveel warmte wordt geabsorbeerd in een reactie?

U kunt op verschillende manieren de geabsorbeerde warmte bepalen in een reactie (ook bekend als de enthalpieverandering, AH):

1. Calorimetrie:

* Directe meting: Dit omvat het meten van de temperatuurverandering van een bekende massa water of andere stof rond de reactie. De warmte die wordt geabsorbeerd of afgegeven door de reactie wordt berekend met behulp van de specifieke warmtecapaciteit van de stof en de temperatuurverandering.

* Bombalorimeter: Dit is een gespecialiseerd apparaat dat wordt gebruikt voor het meten van de verbrandwarmte. De reactie treedt op in een afgesloten container en de afgegeven warmte wordt gemeten door de temperatuurstijging van het omringende waterbad.

2. Hess's Law:

* Deze wet stelt dat de enthalpieverandering van een reactie onafhankelijk is van het genomen pad. Hierdoor kunt u de enthalpieverandering van een reactie berekenen door de enthalpie -veranderingen van een reeks bekende reacties toe te voegen die de algehele reactie samenvatten.

3. Standaard enthalpie van formatie (ΔHF °):

* De standaard enthalpie van formatie is de enthalpie -verandering wanneer een mol van een verbinding wordt gevormd uit zijn elementen in hun standaardstaten. U kunt de enthalpiewijziging van een reactie berekenen met behulp van de volgende vergelijking:

ΔH ° =σnAhf ° (producten) - σnAhf ° (reactanten)

Waarbij 'n' de stoichiometrische coëfficiënt van elke verbinding in de gebalanceerde chemische vergelijking vertegenwoordigt.

4. Bond Enthalpies:

* Deze methode omvat het gebruik van de gemiddelde bindingsthalpieën van de verbroken en gevormde bindingen in een reactie. De enthalpiewijziging wordt berekend door de som van de obligatie -enthalpieën van de obligaties gevormd uit de som van de obligatie -enthalpieën van de verbroken obligaties af te trekken.

5. Theoretische berekeningen (kwantumchemie):

* Geavanceerde rekenmethoden kunnen worden gebruikt om de enthalpiewijziging van een reactie te berekenen op basis van de elektronische structuur van de betrokken moleculen.

Hier is een stapsgewijze handleiding met behulp van de directe calorimetriemethode:

1. Stel een calorimeter in: Dit kan een eenvoudige geïsoleerde container of een meer geavanceerd apparaat zijn.

2. Metel de begintemperatuur van het water (of andere substantie) in de calorimeter.

3. Voer de reactie uit in de calorimeter.

4. Meet de eindtemperatuur van het water.

5. Bereken de temperatuurverandering (Δt).

6. Bereken de geabsorbeerde warmte (of afgegeven) door het water:

* q =m * c * Δt

* Waar:

* Q is de geabsorbeerde of vrijgegeven warmte (in joules)

* M is de massa van het water (in gram)

* C is de specifieke warmtecapaciteit van water (4.184 J/g ° C)

* Δt is de temperatuurverandering (in ° C)

7. Bepaal de geabsorbeerde warmte of afgegeven door de reactie:

* Als de watertemperatuur toenam, gaf de reactie de warmte vrij (exotherme).

* Als de watertemperatuur daalde, absorbeerde de reactie warmte (endotherm).

Belangrijke overwegingen:

* Statesymbolen: Zorg ervoor dat u de juiste toestandssymbolen (S, L, G, AQ) gebruikt voor de reactanten en producten, omdat de enthalpiewijziging kan variëren, afhankelijk van de staat.

* stoichiometrie: De geabsorbeerde of afgifte warmte wordt berekend voor de specifieke hoeveelheden reactanten en producten die bij de reactie betrokken zijn.

* Standaardomstandigheden: Enthalpy -veranderingen worden vaak gerapporteerd onder standaardomstandigheden (298 K en 1 atm). Zorg ervoor dat u de juiste gegevens voor deze voorwaarden gebruikt.

Laat het me weten als je een meer gedetailleerde uitleg van een van deze methoden wilt, of als je een specifieke reactie in gedachten hebt!