I u fizici i u hemiji koncept se koristi za merenje energije sadržane u telu. Govorimo o entalpija. To je vrsta mjerenja koja pokazuje količinu energije sadržane u tijelu ili sistemu koji ima određenu zapreminu, koja je pod pritiskom i može se razmijeniti sa okolinom. Entalpija sistema predstavljena je slovom H, a fizička jedinica koja je sa njom povezana da bi ukazala na energetske vrijednosti je Joule.
U ovom članku ćemo vam reći sve karakteristike i važnost entalpije.
Glavne karakteristike
Možemo reći da je entalpija jednak je unutrašnjoj energiji koju sistem ima plus pritisak umanjeni za zapreminu istog sistema. Kada vidimo da su energija sistema, pritisak i zapremina funkcije stanja, entalpija je također. To znači da se, kad za to dođe vrijeme, može dogoditi u određenim završnim početnim uvjetima, tako da varijabla može pomoći u proučavanju cijelog sistema u cjelini.
Prva stvar je znati koja je entalpija formacije. Radi se o apsorbirana toplota koju sistem zaboravlja kada se od elemenata u normalnom stanju proizvede 1 mol supstance proizvoda. Ta stanja mogu biti čvrsta, tečna ili plinovita ili u slučaju rastvora. Alotropno stanje je najstabilnije stanje. Na primjer, najstabilnije alotropsko stanje koje ugljik ima je grafit, pored toga što je u normalnim uvjetima čija su vrijednost depresije 1 atmosfera i temperatura su 25 stepeni.
Naglašavamo da entalpije formacije prema onome što smo definirali odnose se na 1 mol proizvedenog spoja. Na taj način, ovisno o količini postojećih reagens-proizvoda, reakcija će se morati prilagoditi frakcijskim koeficijentima.
Entalpija formacije
Znamo da u bilo kojem hemijskom procesu entalpija tvorbe može biti i pozitivna i negativna. Ova entalpija je pozitivna kada je reakcija endotermna. To što je hemijska reakcija endotermna znači da može apsorbirati toplinu medija. S druge strane, imamo negativnu entalpiju kada je reakcija egzotermna. To što je kemijska reakcija egzotermna znači da emitira toplinu iz sustava prema van.
Da bi se dogodila egzotermna reakcija, reaktanti moraju imati veću energiju od proizvoda. Suprotno tome, da bi se dogodila endotermna reakcija, reaktanti moraju imati manje energije od proizvoda. Da bi kemijska jednadžba svega ovoga mogla biti dobro napisana, potrebno je poštivati zakon očuvanja materije. Odnosno, kemijska jednadžba mora sadržavati informacije o fizičkom stanju reaktanata i proizvoda. Ovo je poznato kao agregacijsko stanje
To također morate imati na umu čiste supstance imaju entalpiju tvorbe jednaku nuli. Te vrijednosti entalpije dobivaju se u standardnim uvjetima, kao što su gore spomenuti, i to u njihovom najstabilnijem obliku. U hemijskom sistemu u kojem postoje reaktanti i proizvodi, entalpija reakcije jednaka je entalpiji formacije u standardnim uvjetima.
Znamo da se entalpija formacijskih vrijednosti nekih anorganskih i organskih hemijskih spojeva utvrđuje u uvjetima 1 atmosfere pritiska i 25 stepeni temperature.
Entalpija reakcije
Već smo spomenuli što je entalpija formacije. Sad ćemo opisati šta je entalpija reakcije. To je termodinamička funkcija koja pomaže u izračunajte stečenu toplotu ili toplotu koja je predata tokom hemijske reakcije. Traži se vaga trenera, ostaje ili prima reagense i proizvode. Jedan od aspekata koji se moraju ispuniti za izračunavanje entalpije reakcije je da se sama reakcija mora odvijati pod konstantnim pritiskom. Drugim riječima, tijekom cijelog vremena potrebnog za nastanak kemijske reakcije tlak mora biti konstantan.
Znamo da entalpija ima dimenzije energije i zato se mjeri u džulima. Da bi se razumio odnos entalpije prema toploti koja se razmenjuje tokom hemijske reakcije potrebno je prijeći na prvi zakon termodinamike. I to je da nam ovaj prvi zakon govori da je toplina koja se izmjenjuje u termodinamičkom procesu jednaka promjeni unutarnje energije supstance ili supstanci koje su uključene u proces, plus rad koji spomenute tvari obavljaju tijekom procesa.
Znamo da sve kemijske reakcije nisu ništa drugo do različiti termodinamički procesi koji se događaju pod određenim tlakom. Najčešće vrijednosti tlaka date su u standardnim uvjetima atmosferskog tlaka. Stoga se svi termodinamički procesi koji se javljaju na ovaj način nazivaju izobarnim, jer se oni javljaju pod stalnim pritiskom.
Vrlo je često entalpiju nazivati toplinom. Međutim, mora biti jasno da to nije isto što i toplina, već razmjena topline. Odnosno, toplota nije ono što može naučiti lekciju ili unutarnja toplina koju imaju reaktanti i proizvodi. Toplota se izmjenjuje tokom procesa hemijske reakcije.
Odnos sa vrućinom
Za razliku od onoga o čemu smo ranije govorili, entalpija je državna funkcija. Kada izračunavamo promjenu entalpije, zapravo izračunavamo razliku dviju funkcija. Te funkcije obično ovise isključivo o stanju sustava. Ovo stanje sistema varira u zavisnosti od interne energije i zapremine samog sistema. Budući da znamo da verzija ostaje konstantna tokom hemijske reakcije, entalpija reakcije nije ništa drugo do funkcija stanja koja ovisi i o unutarnjoj energiji i zapremini.
Stoga entalpiju reaktanata u kemijskoj reakciji možemo definirati kao zbroj svakog od njih. S druge strane, definiramo istu stvar, ali u proizvodima kao zbroj entalpije svih proizvoda.
Nadam se da ćete s ovim informacijama saznati više o entalpiji i njenim karakteristikama.