Παράδειγμα Πρόβλημα αλλαγής ενθαλπίας μιας αντίδρασης

Αυτό το παράδειγμα πρόβλημα δείχνει πώς να βρείτε την ενθαλπία για την αποσύνθεση του υπεροξειδίου του υδρογόνου.

Μπορεί να θέλετε να ελέγξετε το Νόμοι της Θερμοχημείας και Ενδόθερμες και εξωθερμικές αντιδράσεις πριν ξεκινήσεις. Η ενθαλπία είναι α θερμοδυναμική ιδιοκτησία δηλαδή το άθροισμα της εσωτερικής ενέργειας που προστίθεται σε ένα σύστημα και του προϊόντος της πίεσης και του όγκου του. Είναι ένα μέτρο της ικανότητας του συστήματος να απελευθερώνει θερμότητα και να εκτελεί μη μηχανικές εργασίες. Στις εξισώσεις, η ενθαλπία δηλώνεται από το κεφαλαίο γράμμα Η, ενώ η συγκεκριμένη ενθαλπία είναι πεζά h. Οι μονάδες του είναι συνήθως joules, θερμίδες ή BTU.

Η αλλαγή στην ενθαλπία είναι άμεσα ανάλογη με τον αριθμό των αντιδρώντων και των προϊόντων, επομένως εργάζεστε με αυτόν τον τύπο του προβλήματος χρησιμοποιώντας τη μεταβολή στην ενθαλπία για την αντίδραση ή με τον υπολογισμό της από τις θερμότητες σχηματισμού του αντιδραστήρια και τα προϊόντα και πολλαπλασιάζοντας αυτή την τιμή με την πραγματική ποσότητα (σε γραμμομόρια) του υλικού που υπάρχει.

Το υπεροξείδιο του υδρογόνου αποσυντίθεται σύμφωνα με την ακόλουθη θερμοχημική αντίδραση:
H₂Ο₂(1) → Η₂O (1) + 1/2 O₂(σολ); ΔΗ = -98,2 kJ
Υπολογίστε τη μεταβολή της ενθαλπίας, ΔH, όταν αποσυντίθενται 1,00 g υπεροξειδίου του υδρογόνου.

Αυτό το είδος προβλήματος επιλύεται χρησιμοποιώντας έναν πίνακα για να αναζητήσετε την αλλαγή στην ενθαλπία, εκτός αν σας δοθεί (όπως είναι εδώ). Η θερμοχημική εξίσωση μας λέει ότι ΔH για το αποσύνθεση από 1 γραμμομόριο Η₂Ο₂ είναι -98,2 kJ, έτσι ώστε αυτή η σχέση μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως a συντελεστής μετατροπής.

Μόλις γνωρίσετε την αλλαγή στην ενθαλπία, πρέπει να γνωρίζετε τον αριθμό των γραμμομορίων της σχετικής ένωσης για να υπολογίσετε την απάντηση. Χρησιμοποιώντας την Περιοδικός Πίνακας για να προσθέσετε τις μάζες υδρογόνου και οξυγόνου άτομα στο υπεροξείδιο του υδρογόνου, βρίσκετε το μοριακή μάζα του Η₂Ο₂ είναι 34,0 (2 χ 1 για υδρογόνο + 2 x 16 για οξυγόνο), πράγμα που σημαίνει ότι 1 mol Η₂Ο₂ = 34,0 g Η₂Ο₂.

Χρησιμοποιώντας αυτές τις τιμές:

ΔΗ = 1,00 g Η₂Ο₂ x 1 mol Η₂Ο₂ / 34,0 g Η₂Ο₂ χ-98,2 kJ / 1 mol Η₂Ο₂
ΔΗ = -2,89 kJ

Η αλλαγή στην ενθαλπία, ΔΗ, όταν 1,00 g υπεροξειδίου του υδρογόνου αποσυντίθεται = -2,89 kJ

Είναι καλή ιδέα να ελέγξετε την εργασία σας για να βεβαιωθείτε ότι όλοι οι παράγοντες μετατροπής ακυρώνονται για να σας αφήσουν μια απάντηση σε μονάδες ενέργειας. Το πιο συνηθισμένο σφάλμα στον υπολογισμό μεταβάλλει τυχαία τον αριθμητή και τον παρονομαστή ενός συντελεστή μετατροπής. Η άλλη παγίδα είναι σημαντικοί αριθμοί. Σε αυτό το πρόβλημα, η αλλαγή στην ενθαλπία και η μάζα του δείγματος δίνονται με τη χρήση 3 σημαντικών αριθμών, οπότε η απάντηση θα πρέπει να αναφέρεται χρησιμοποιώντας τον ίδιο αριθμό ψηφίων.