6.12:

6.12: אנתלפיות של תגובה

Enthalpies of Reaction

JoVE Core
Chemistry

This content is Free Access.

JoVE Core Chemistry

Enthalpies of Reaction

6.11: Standard Enthalpy of Formation

31,797 Views

•

03:33 min

•

September 03, 2020

Overview

Hess’s law can be used to determine the enthalpy change of any reaction if the corresponding enthalpies of formation of the reactants and products are available. The main reaction may be divided into stepwise reactions : (i) decompositions of the reactants into their component elements, for which the enthalpy changes are proportional to the negative of the enthalpies of formation of the reactants, −ΔH_f°(reactants), followed by (ii) re-combinations of the elements (obtained in step 1) to give the products, with the enthalpy changes proportional to the enthalpies of formation of the products, ΔH_f° (products). The standard enthalpy change of the overall reaction is therefore equal to: (ii) the sum of the standard enthalpies of formation of all the products plus (i) the sum of the negatives of the standard enthalpies of formation of the reactants, as given by the following equation, where ∑ represents “the sum of” and n stands for the stoichiometric coefficients.

The equation is usually rearranged slightly to be written as follows:

The following example shows in detail why this equation is valid and how to use it to calculate the standard enthalpy change for a reaction:

Here, the special form of Hess’s law and the heat of formation values for the reactants and products is used: ΔH_f° (HNO₃) = −206.64 kJ/mol; ΔH_f° (NO) = +90.2 kJ/mol; ΔH_f° (NO₂) = +33 kJ/mol; ΔH_f° (H₂O) = −285.8 kJ/mol.

This text is adapted from Openstax, Chemistry 2e, Section 5.3: Enthalpy.

Transcript

בתגובה המתרחשת בתנאים סטנדרטיים, משוואה כללית משמשת לחישוב שינוי האנתלפיה הסטנדרטי של התגובה. משוואה זו נפתרת על ידי מציאת ההפרש בין סכום האנתלפיות הסטנדרטיות של היווצרות התוצרים וסכום האנתלפיות הסטנדרטיות של היווצרות המגיבים, כשכל אחד מהם מוכפל במקדם הסטויכיומטרי שלו. לדוגמה, בעירה של 2 מול של גז אצטילן עם 5 מול גז חמצן היוצרת 4 מול של גז פחמן דו חמצני ו-2 מול אדי מים בתנאים סטנדרטיים.

האנתלפיה בתגובה שווה לסכום של ארבע פעמים אנתלפיית היווצרות של גז פחמן דו חמצני ופעמיים האנתלפיה של היווצרות אדי מים, פחות הסכום של פי שניים מאנתלפיית היווצרות של גז אצטילן ופי חמישה אנתלפיית היווצרות של גז חמצן. משוואת האנתלפיה נגזרת משילוב של שני מושגים:אנתלפיה סטנדרטית של היווצרות וחוק הס. המונח הראשון מייצג את האנתלפיות הסטנדרטיות של היווצרות התוצרים:היווצרות פחמן דו חמצני מפחמן וחמצן משוואה 1, והיווצרות מים ממימן וחמצן משוואה 2.

האנתלפיות הסטנדרטיות הידועות של היווצרות פחמן דו חמצני ומים הן מינוס 393.5 קילוג’ול ומינוס 241.8 קילוג’ול בהתאמה. כיוון שהבעירה מייצרת 4 מול של פחמן דו חמצני, דלתא H1 תהיה האנתלפיה הסטנדרטית של היווצרות פחמן דו חמצני כפול 4, שהיא מינוס 1, 574 קילוג’ול. הבעירה מייצרת גם 2 מול מים, לכן שינוי האנתלפיה דלתא H2 הוא האנתלפיה הסטנדרטית של היווצרות מים כפול 2, או מינוס 483.6 קילוג’ול.

התוצאה היא מינוס 2, 058 קילוג’ול, שהם האנתלפיה הסטנדרטית נטו של היווצרות התוצרים. המונח השני מייצג את פירוק האצטילן לפחמן ומימן משוואה 3. זה ההפך מהתגובה לאנתלפיה הסטנדרטית של היווצרות המגיב, ולכן ערך האנתלפיה שלו, 227.4 קילוג’ול, הוא במינוס, כפי שאפשר לראות גם במשוואת האנתלפיה.

מכיוון שהתגובה צורכת 2 מול אצטילן, דלתא H3 תהיה מינוס אנתלפיה סטנדרטית בהיווצרות אצטילן כפול 2, שהם מינוס 453.4 קילוג’ול. אנתלפיה סטנדרטית של היווצרות חמצן היא אפס. לכן האנתלפיה הסטנדרטית נטו בהיווצרותם של המגיבים היא מינוס 453.4 קילוג’ול.

זכרו מחוק הס, שאם תגובה של שלב אחד מתבצעת במספר שלבים, אז סכום האנתלפיות של כל השלבים שווה לשינוי האנתלפיה הכולל. הצבת ערכי האנתלפיות של ההיווצרות במשוואה נותן את האנתלפיה של התגובה כמינוס 2, 511 קילוג’ול.

Key Terms and definitions

Learning Objectives

Questions that this video will help you answer

This video is also useful for

Tags

אנתלפיות של ריאקציה תנאים סטנדרטיים שינוי אנתלפיה סטנדרטית אנתלפיות סטנדרטיות של היווצרות מקדם סטויכיומטרי בעירה גז אצטילן גז חמצן גז פחמן דו חמצני אדי מים משוואת אנתלפיה אנתלפיה סטנדרטית של היווצרות חוק הס היווצרות פחמן דו חמצני היווצרות מים