O que é treinar entalpia? (Com exercícios)

O Entalpia de treinamento É a mudança sofrida pela entalpia na formação de uma toupeira de um composto ou substância sob condições padrão. A condição de pressão padrão é entendida quando a reação de formação é realizada à pressão atmosférica de uma atmosfera e à temperatura ambiente de 25 graus Celsius ou 298.15 Kelvin.

O estado normal dos elementos reativos em uma reação de formação refere -se ao estado de agregação (sólido, líquido ou gasoso) de mais comum dessas substâncias nas condições padrão de pressão e temperatura.

Na reação de formação de um composto, o calor é trocado com o ambiente. Fonte: Pixabay

O status normal também se refere à forma alotrópica mais estável desses elementos reativos nas condições de reação padrão.

Entalpía h é uma função termodinâmica que é definida como energia interna ou mais o produto da pressão p pelo volume V das substâncias envolvidas na reação química da formação de uma substância mole:

H = u + p ∙ v

Entalpía tem dimensões energéticas e no sistema internacional de medidas é medido em joules.

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Entalpia padrão

O símbolo da entalpia é H, mas no caso específico da entalpia do treinamento é indicado por ΔH0F para indicar que se refere à mudança experimentada por essa função termodinâmica na reação de formação de uma mole de um certo composto em condições padrão em padrão condições.

Na notação, Superiorize 0 indica as condições padrão e o subscrito.

Calor de formação

A primeira lei estabelece que o calor trocado em um processo termodinâmico é igual à variação da energia interna das substâncias envolvidas no processo, mais o trabalho realizado por essas substâncias no processo:

Q = ΔU + W

No caso em questão, a reação é realizada sob pressão constante, especificamente à pressão de uma atmosfera, de modo que o trabalho será o produto da pressão para a mudança no volume.

Em seguida, o calor da formação de um certo composto que indicaremos por Q0F está relacionado à mudança na energia e volume internos da seguinte forma:

Q0F = ΔU + P ΔV

Mas lembrando a definição de entalpia padrão que temos que:

Q0F = ΔH0F

Diferença entre entalpia e calor de formação

Esta expressão não significa que o treinamento de calor e o treinamento de entalpia seja o mesmo. A interpretação correta é que o calor trocado durante a reação de formação causou uma mudança na entropia da substância formada em relação aos reagentes em condições padrão.

Por outro lado, como a entalpia é uma extensa função termodinâmica, o calor da formação sempre se refere a uma toupeira do composto formado.

Se a reação de treinamento for exotérmica, a entalpia do treinamento é negativa.

Pelo contrário, se a reação de treinamento for endotérmica, a entalpia do treinamento é positiva.

Equações termoquímicas

Em uma equação de treinamento de termoquímica, não apenas os reagentes e produtos devem ser indicados. Em primeiro lugar, é necessário que a equação química seja equilibrada de tal maneira que a quantidade do composto formado seja sempre 1 mol.

Por outro lado na equação química, o status da agregação de reagentes e produtos deve ser indicado. Se necessário, sua forma almotrópica também deve ser indicada, uma vez que o calor da formação depende de todos esses fatores.

Em uma equação de treinamento de termoquímica, a entalpia do treinamento também deve ser indicada.

Vejamos alguns exemplos de equações termoquímicas bem -levantadas:

H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (g); ΔH0F = -241,9 KJ/mol

H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (L); ΔH0F = -285,8 kJ/mol

H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (s); ΔH0F = -292,6 kJ/mol

Considerações importantes

- Todos são equilibrados com base na formação de 1 mol do produto.

- O status de agregação de reagentes e produto é indicado.

- A entalpia do treinamento é indicada.

Observe que a entalpia do treinamento depende do estado de agregação do produto. Das três reações, a mais estável em condições padrão é a segunda.

Porque o que importa em uma reação química e, em particular, em uma formação é a mudança de entropia e não a própria entropia, é acordado que os elementos puros em sua forma molecular e estado de agregação natural em condições padrão têm uma entropia de treinamento nula.

aqui estão alguns exemplos:

O2 (g); ΔH0F = 0 kJ/mol

Cl2 (g); ΔH0F = 0 kJ/mol

Na (s); ΔH0F = 0 kJ/mol

C (grafite); ΔH0F = 0 kJ/mol

Exercícios resolvidos

-Exercício 1

Sabendo que, para a formação do eteno (c2h4), é necessário.

Solução 

Em primeiro lugar, propomos a equação química e o equilíbrio com base em um mol de etene.

Em seguida, levamos em consideração que é necessário fornecer calor para que a reação de treinamento seja realizada, indicando que é uma reação endotérmica e, portanto, a entropia de treinamento é positiva.

2 C (grafite sólida) + 2 H2 (gás) → C2H4 (gás); ΔH0F = +52 KJ/mol

-Exercício 2

Em condições padrão, eles são misturados em um recipiente de 5 litros de hidrogênio e oxigênio. Oxigênio e hidrogênio reagem completamente sem nenhum dos reagentes para formar peróxido de hidrogênio. Na reação, 38,35 kJ de calor para o meio ambiente foram liberados.

Representar a equação química e termoquímica. Calcule a entropia de formação de peróxido de hidrogênio.

Solução 

A reação de formação de peróxido de hidrogênio é:

H2 (gás) + O2 (gás) → H2O2 (líquido)

Observe que a equação já está equilibrada com base em um mol de produto. Ou seja, uma toupeira de hidrogênio e um mol de oxigênio é necessária para produzir uma toupeira de peróxido de hidrogênio.

Mas a declaração do problema nos diz que em um hidrogênio e oxigênio de contêineres de 5 litros são misturados em condições padrão, por isso sabemos que cada um dos gases ocupa 5 litros.

Uso de condições padrão para obter a equação de termoquímica

Por outro lado, as condições padrão são entendidas.

Sob condições padrão, 1 mol de gás ideal ocupará 24,47 L, como pode ser verificado a partir do seguinte cálculo:

V = (1 mol * 8.3145 j / (mol * k) * 298,15 k) / 1,03 x 10⁵ pa = 0,02447 m³ = 24,47 l.

Conforme disponível para 5 l, o número de toupeiras de cada um dos gases é dado por:

5 litros / 24,47 litros / mol = 0,204 moles de cada um dos gases.

De acordo com a equação química equilibrada, serão formados 0,204 moles de peróxido de hidrogênio, nos quais liberaram 38,35 kJ de calor para o meio ambiente. Isto é, para formar um mol de peróxido, 38,35 kJ / 0,204 moles = 188 kJ / mol são necessários.

Além disso, como o calor é liberado para o meio ambiente durante a reação, a entalpia da formação é negativa. Finalmente, a seguinte equação termoquímica:

H2 (gás) + O2 (gás) → H2O2 (líquido); ΔH0F = -188 KJ/mol

Referências

1. Castaños e. Entalpia em reações químicas. Recuperado de: Lidiaconlachimica.WordPress.com
2. Termoquímica. Entalpia da reação. Recuperado de: Recursos.Educação.é
3. Termoquímica. Definição de entalpia de reação padrão. Recuperado de: Quimitube.com
4. Termoquímica. Definição de entalpia e exemplos de treinamento. Recuperado de: Quimitube.com
5. Wikipedia. Entalpia de reação padrão. Recuperado de: Wikipedia.com
6. Wikipedia. Entalpia de treinamento. Recuperado de: Wikipedia.com