Bestemme entalpien til en reaksjon: 11 trinn (med bilder)

Innhold

Trinn
Tips

Hver gang du blander kjemiske komponenter, enten det er på kjøkkenet eller i et kjemisk laboratorium, lager du nye stoffer, det vi kaller "produkter". Under disse kjemiske reaksjonene kan varme absorberes fra eller slippes ut i miljøet. Utvekslingen av varme under en kjemisk reaksjon med omgivelsene er kjent som entalpien til en reaksjon, skrevet som ∆H. For å finne ∆H les følgende artikkel.

Trinn

1. Forbered reaktantene for den kjemiske reaksjonen. For å måle entalpien til en reaksjon riktig, må du først ha riktig mengde av hver reaktant.

Anta for eksempel at du vil finne entalpien til reaksjonen der vann dannes fra hydrogen og oksygen: 2H2 (hydrogen) + O2 (oksygen)→2H2O (vann). For formålet med dette eksemplet, la oss anta at vi har 2 mol hydrogen og 1 mol oksygen.

2. Rengjør reaksjonsbeholderen. For å sikre at reaksjonen foregår uten forurensning, rengjør reaksjonsbeholderen (vanligvis et kalorimeter) du har tenkt å bruke.

3. Plasser en rørepinne og et termometer i reaksjonskaret. Forbered blandingen etter behov og mål temperaturen ved å holde både rørepinnen og termometeret i dekalorimeteret.

4. Hell reaktantene i reaksjonsbeholderen. Når alt er godt forberedt, kan du legge reaktantene i kalorimeteret. Lukk den umiddelbart etterpå.

5. Mål temperaturen. Bruk termometeret plassert i kalorimeteret, registrer temperaturen umiddelbart etter tilsetning av reaktantene.

I eksemplet ovenfor, anta at du legger hydrogen og oksygen i kalorimeteret, forseglet det og noterte en temperatur (T1) på 150K (som er veldig lav).

6. Fortsett med kommentaren. Gi stoffene litt tid til å reagere, rør om nødvendig for å få fart på det nøyaktig.

7. Mål temperaturen igjen. Når reaksjonen er ferdig, registrerer du temperaturen på nytt.

I eksemplet, anta at den andre temperaturen er (T2) eller 95K.

8. Beregn forskjellen i temperatur på T1 og T. Du skriver forskjellen som ∆T.

I eksemplet beregner du ∆T som følger:
∆T = T2 – T1 = 95K – 185K = -90K

9. Bestem den totale massen til reaktantene. Hvis du vil beregne den totale massen til reaktantene, trenger du den molare massen til komponentene dine. Molar masse er en konstant; du finner disse i standard periodiske tabeller eller andre kjemitabeller.

I eksemplet ovenfor bruker du hydrogen og oksygen, som har molare masse på henholdsvis 2g og 32g. Siden du har 2 mol hydrogen og brukte 1 mol oksygen, kan du beregne totalmassen til reaktantene som følger:
2x(2g) + 1x(32g) = 4g + 32g = 36g

10. Regn ut entalpien til reaksjonen. Når du har gjort dette kan du bestemme entalpien til reaksjonen. Formelen ser slik ut: ∆H = (m) x (s) x ( ∆T)

I formelen er m den totale massen av reaktantene; s er den spesifikke varmen, som også er konstant for ethvert element eller forbindelse.

I eksemplet ovenfor er sluttproduktet vann, med en spesifikk varme på 4,2 JK-1 g-1. Reaksjonens entalpi kan derfor beregnes som følger:
∆H=(36g) x (4.2 JK-1 g-1) x (-90K)=-13608 J

11. Noter resultatet. Hvis tegnet på svaret ditt er negativt, er reaksjonen eksoterm: varme går tapt til miljøet. Hvis tegnet på svaret er positivt, er reaksjonen endoterm: varme absorberes fra miljøet.

I eksemplet ovenfor er det siste svaret -13608 J. Så dette er en eksoterm reaksjon som bruker en betydelig mengde energi.

Tips

Disse beregningene er gjort i Kelvin (K) - en temperaturmåleskala akkurat som Celsius. Hvis du vil konvertere Kelvin til Celsius, legger du bare til 273 grader: K = C + 273.