Nii füüsikas kui keemias kasutatakse kontseptsiooni kehas sisalduva energia mõõtmiseks. Me räägime entalpia. See on mõõtmistüüp, mis näitab kehas või süsteemis sisalduva energia hulka, millel on teatud maht, mis on rõhu all ja mida saab keskkonnaga vahetada. Süsteemi entalpiat tähistab täht H ja sellega seotud füüsiline üksus energiaväärtuste tähistamiseks on Joule.
Selles artiklis räägime teile kõik entalpia omadused ja tähtsus.
põhijooned
Võime öelda, et entalpia on võrdne süsteemi sisemise energiaga, millele on lisatud rõhk ja sama süsteemi maht. Kui näeme, et süsteemi energia, rõhk ja maht on oleku funktsioonid, on ka entalpia. See tähendab, et kui aeg saabub, võib see toimuda teatud lõplikes algtingimustes, nii et muutuja aitab uurida kogu süsteemi tervikuna.
Esimene asi on teada, mis on moodustumise entalpia. See on umbes imendunud soojus, mille süsteem unustas, kui normaalses olekus toodetakse elementidest 1 mool tooteainet. Need olekud võivad olla tahked, vedelad või gaasilised või lahuse korral. Allotroopne olek on kõige stabiilsem seisund. Näiteks süsiniku kõige stabiilsem allotroopne olek on grafiit, lisaks sellele, et see on normaalsetes tingimustes, mille depressiooni väärtused on 1 atmosfäär ja temperatuur on 25 kraadi.
Rõhutame, et moodustumise entalpiad vastavalt meie määratletule on 1 mool toodetud ühendi kohta. Sel viisil tuleb sõltuvalt olemasolevate reaktiiviproduktide kogusest reaktsiooni reguleerida murdkoefitsientidega.
Formatsiooni entalpia
Me teame, et igas keemilises protsessis võib moodustumise entalpia olla nii positiivne kui ka negatiivne. See entalpia on positiivne, kui reaktsioon on endotermiline. See, et keemiline reaktsioon on endotermiline, tähendab seda, et see suudab absorbeerida keskkonna soojust. Teiselt poolt, meil on negatiivne entalpia, kui reaktsioon on eksotermiline. See, et keemiline reaktsioon on eksotermiline, tähendab seda, et see eraldab soojust süsteemist väljapoole.
Eksotermilise reaktsiooni tekkimiseks peab reagentidel olema suurem energia kui saadustel. Vastupidi, endotermilise reaktsiooni toimumiseks peab reagentidel olema vähem energiat kui toodetel. Et selle kõige keemiline võrrand saaks hästi kirjutatud, on vaja järgida aine säilimise seadust. See tähendab, et keemiline võrrand peab sisaldama teavet reagentide ja saaduste füüsikalise oleku kohta. Seda nimetatakse liitmise olekuks
Seda peate ka meeles pidama puhaste ainete moodustumise entalpia on võrdne nulliga. Need entalpia väärtused saadakse standardsetes tingimustes, nagu eespool mainitud, ja nende kõige stabiilsemas vormis. Keemilises süsteemis, kus on reagente ja saadusi, on reaktsiooni entalpia võrdne moodustumise entalpiaga standardsetes tingimustes.
Me teame, et mõnede anorgaaniliste ja orgaaniliste keemiliste ühendite moodustumisväärtuste entalpia kehtestatakse 1 rõhu atmosfääri ja 25 kraadi temperatuuri tingimustes.
Reaktsiooni entalpia
Oleme juba maininud, mis on moodustumise entalpia. Nüüd kirjeldame, mis on reaktsiooni entalpia. See on termodünaamiline funktsioon, mis aitab arvutage keemilise reaktsiooni käigus saadud või välja antud soojus. Treeneri tasakaalu otsitakse, see jääb või saab kätte nii reaktiivid kui ka tooted. Üks aspektidest, mida reaktsiooni entalpia arvutamiseks tuleb täita, on see, et reaktsioon ise peab toimuma püsiva rõhu all. Teisisõnu, kogu keemilise reaktsiooni tekkimise aja jooksul tuleb rõhku hoida konstantsena.
Me teame, et entalpial on energia mõõtmed ja seetõttu mõõdetakse seda džaulides. Et mõista entalpia suhet keemilise reaktsiooni käigus vahetatava soojusega on vaja minna termodünaamika esimese seaduse juurde. Ja see on see, et see esimene seadus ütleb meile, et termodünaamilises protsessis vahetatav soojus on võrdne aine või protsessis osalevate ainete siseenergia variatsiooniga pluss nimetatud ainete poolt protsessi käigus tehtud tööga.
Me teame, et kõik keemilised reaktsioonid pole midagi muud kui erinevad termodünaamilised protsessid, mis toimuvad teatud rõhul. Kõige tavalisemad rõhuväärtused on antud atmosfäärirõhu standardsetes tingimustes. Seetõttu nimetatakse kõiki sel viisil toimuvaid termodünaamilisi protsesse isobaarseteks, kuna need toimuvad pideva rõhu all.
Väga sageli nimetatakse entalpiat soojuseks. Kuid peab olema selge, et see ei ole sama mis soojus, vaid soojusvahetus. See tähendab, et reaktantidel ja toodetel pole õppetundi anda soojus ega sisemine soojus. See on soojus, mis vahetub kogu keemilise reaktsiooni käigus.
Suhe kuumusega
Erinevalt sellest, millest oleme varem rääkinud, on entalpia riigi funktsioon. Entalpia muutuse arvutamisel arvutame tegelikult kahe funktsiooni erinevuse. Need funktsioonid sõltuvad tavaliselt eranditult süsteemi olekust. See süsteemi olek varieerub sõltuvalt süsteemi enda energiast ja mahust. Kuna me teame, et versioon püsib kogu keemilise reaktsiooni vältel konstantsena, reaktsiooni entalpia pole midagi muud kui olekufunktsioon, mis sõltub nii sisemisest energiast kui ka mahust.
Seetõttu võime keemiliste reaktsioonide käigus reageerivate ainete entalpia määratleda nende kõigi summana. Teiselt poolt määratleme sama toote, kuid toodetes kõigi toodete entalpia summana.
Loodan, et selle teabe abil saate rohkem teada entalpiast ja selle omadustest.