Roztok, ako vypočítava, aplikácie a cvičenia

On roztok zohrieva o Entalpia roztoku je teplo, ktoré sa absorbuje alebo oddeľuje počas procesu rozpúšťania určitého množstva rozpustenej látky v rozpúšťadle, pod podmienkou konštantného tlaku.

Ak dôjde k chemickej reakcii, vyžaduje sa energia na vytvorenie a prelomenie spojení, ktoré umožňujú tvorbu nových látok. Energia, ktorá tečie tak, aby sa tieto procesy uskutočňovali, je teplo a termochémia je odvetvie vedy, ktorá je zodpovedná za ich štúdium.

Zdroj: pixnio.

Pokiaľ ide o termín enthalpía, toto Používa sa na volanie tepelného toku, keď sa chemické procesy vyskytujú za konštantných tlakových podmienok. Vytvorenie tohto pojmu sa pripisuje holandskému fyzikovi Heike Kamerlingh Onnes (1853 - 1926), ktorý objavil supravodivosť.

[TOC]

Ako sa vypočítava?

Na nájdenie entalpie je potrebné začať od prvého zákona termodynamiky, ktorý sa domnieva, že variácia vnútornej energie AU systému je spôsobená teplom absorbovaným Q a práca na ňom vykonaného vonkajším činiteľom:

ΔU = Q + W

Kde práca je negatívny integrál predovšetkým objem tlaku tlaku diferenciálnou zmenou objemu. Táto definícia je rovnocenná s negatívnym integrálom skalárneho produktu sily pomocou vektorového posunu v mechanickej práci:

Ak sa použije vyššie uvedený stav konštantného tlaku, P môže byť mimo integrálu; Preto práca je:

W = -p (v_F -Vložka_ani) = -P5Vložka

-Výraz entalpie

Ak je tento výsledok nahradený δAlebo je získané:

ΔU = q - pAVložka

Q = δU + pAV = u_F - Alebo_ani + P (v_F -Vložka_ani) = U_F + PV_F - (Alebo_ani + PV_ani )

Množstvo U + pv Nazýva sa to enthalpía H, tak to:

Q = H_F - H_ani = ΔH

Entalpia sa meria v jouloch, pretože je to energia.

Môže vám slúžiť: rozdiely medzi rýchlosťou a rýchlosťou (s príkladmi)

Entalpia

Počiatočné komponenty roztoku sú rozpustené a rozpúšťadlo a majú originálnu entalpiu. Keď sa toto riešenie vykonáva, bude mať svoju vlastnú entalpiu.

V tomto prípade môžete vyjadriť variáciu entalpie v jouloch ako:

ΔH = H_Riešenie - H_činidlá

Alebo vo forme štandardnej entalpie ΔH^ani, Kde výsledok je v joule/mol

ΔH^ani = H^ani _Riešenie - H^ani_činidlá

Ak reakcia vydáva teplo, znamenie ΔH Je negatívny (exotermický proces), ak absorbuje teplo (endotermický proces), znak bude pozitívny. A prirodzene bude hodnota entalpie roztoku závisieť od koncentrácie konečného roztoku.

Žiadosti

Mnoho iónových zlúčenín je rozpustných v polárnych rozpúšťadlách, ako je voda. Bežne sa používajú soľné roztoky (chlorid sodný) vo vode alebo soľanke. Teraz možno entalpiu roztoku považovať za príspevok dvoch energií:

- Jeden na prelomenie odkazov rozpusteného rozpúšťadla a rozpúšťadla

- Druhý je ten, ktorý sa vyžaduje pri formovaní odkazov na nové rozpúšťadlo.

V prípade rozpustenia vodnej soli je potrebné poznať So -Called Retikulárna entalpia tuhej látky a Hydratácia Na vytvorenie roztoku v prípade vody. Ak nejde o vodu, potom sa volá Entalpia.

Ten Entalpia Je to nevyhnutná energia na prasknutie iónovej siete a formovanie plynných iónov, proces, ktorý je vždy endotermický, pretože energia sa musí dodávať do tuhej látky, aby sa rozdelila do jej zložkových iónov a odviedla ich do plynného stavu.

Na druhej strane, hydratačné procesy sú vždy exotermické, pretože hydratované ióny sú stabilnejšie ako ióny v plynnom stave.

Týmto spôsobom môže byť vytvorenie roztoku exotermické alebo endotermické.

Môže vám slúžiť: zvlnené javy

Merania s kalorimeterom

V praxi je možné merať ΔH V kalorimetri, ktorý v podstate pozostáva z izolovanej nádoby vybavenej teplomerom a miešavou tyčou.

Pokiaľ ide o nádobu, voda sa takmer vždy nalieva, čo je kalorimetrická tekutina par excellence, pretože jej vlastnosti sú univerzálnym referenciou pre všetky tekutiny.

Starý kalorimeter, ktorý používa Lavoisier. Zdroj: Gustavacarra [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/4.0)].

Materiály kalorimetra samozrejme zasahujú aj do výmeny tepla, okrem vody. Ale kalorická kapacita celého súboru, ktorá sa volá konštantný kalorimeter, je možné určiť oddelene od reakcie a potom zohľadniť, keď sa to uskutoční.

Energetická bilancia je nasledovná, pripomínajúc stav, že v systéme nie sú žiadne úniky energie:

ΔH _Riešenie + ΔH _{vodná voda} + C _kalorimeter ΔT = 0

Odkiaľ:

ΔH _Riešenie = - m _{vodná voda} . c _{vodná voda} . ΔT - c _kalorimeter ΔT = -q _{vodná voda} - Otázka _kalorimeter

A získanie štandardnej entalpie:

Kde:

- Soluto Mass: M_siež

- Molekulová hmotnosť rozpustenej látky: m_siež

- Vodná hmota: m_{vodná voda}

- Molekulová hmotnosť vody: m_{vodná voda}

- Kapacita moláru vody: C_{voda; m}*

- Zmena teploty: Δt

*C_Popoludnie vody je 75.291 j/mol . Klimatizovať

Vyriešené cvičenia

-Cvičenie 1

KOH pevná tvorba draslíka Entalpia je δH^ani = +426 kj/mol, Tekutá voda h₂Alebo je to 285.9 kJ/mol.

Je tiež známe, že keď kovový hydroxid draselný reaguje s kvapalnou vodou, vodíkom a δH^ani = -2011 kj/mol. S týmito údajmi vypočítajte endalpiu roztoku KOH vo vode.

Riešenie

- Koh je vo svojich zložkách disintestant:

Koh_tuhý → k_tuhý + ½ o₂ + ½ h₂;  ΔH^ani = - 426 kJ/mol

- Vytvára sa kvapalná voda:

Môže vám slúžiť: pobočky klasickej a modernej fyziky

½ o₂ + ½ h₂ → H₂Ani_Tekutý;  ΔH^ani = -285.9 kJ/mol

- Teraz musíte vytvoriť riešenie:

Klimatizovať_tuhý + H₂O → ½ h₂ + Koh_vodný ; ΔH^ani = -2011 KJ/mol

Všimnite si, že znamenie entalpie Entalpou dezintegrácie KOH, ktorá je spôsobená zákonom o HESS: Keď sa reagencie stanú výrobkami, zmena entalpie nezávisí od krokov v rade a keď je rovnica potrebná na investovanie ako na investovanie V takom prípade zmení Entalpia znamenie.

Energetická bilancia je algebraická súčet entalpies:

- 426 kj/k - 285.9 kj/mol - 2011 kj/mol = -2722,9 kj/mol

-Cvičenie 2

Roztok rozpustenia pre ďalšiu reakciu je stanovený v kalorimetri konštantného tlaku a je známe, že kalorimeterová konštanta je 342.5 j/k. Keď 1 sa rozpustí.423 g síranu sodného NA₂SW₄ v 100.34 g vody, variácia teploty je 0.037 K. Vypočítajte štandardný roztok roztoku pre NA₂SW₄ Z týchto údajov.

Riešenie

Štandardná entalpia roztoku je zrejmá z predtým danej rovnice:

A je vypočítaný pomocou nasledujúcich údajov z tabuľky:

Pre síran sodný: M_siež = 142.04 g/mol; m_siež = 1.423 g

A pre vodu: m_{vodná voda} = 100.34 g; M_{vodná voda} = 18.02 g/mol; C_{voda; m} = 75.291 j/k mol

ΔT = 0.037 K

C _kalorimeter = 342.5 j/k

Odkazy

1. Cengel a. 2012.Termodynamika. 7. vydanie. MC.Graw Hill. 782 - 790
2. Engel, T. 2007. Úvod do fyzikálnej konže: Termodynamika. Pearson Vzdelanie. 63-78.
3. Giancoli, D.  2006. Fyzika: Princípy s aplikáciami. 6. ... Ed Prentice Hall. 384-391.
4. Maron, s. 2002. Základy fyzikálno -chémií. Limusa. 152-155.
5. Serway, r., Jewett, J. (2008). Fyzika pre vedu a inžinierstvo. Zväzok 1. 7. Edimatizovať. Učenie sa. 553-567.