Mind a fizikában, mind a kémiában egy fogalmat használnak a testben lévő energia mérésére. Beszélünk a entalpia. Ez egy olyan méréstípus, amely jelzi a testben vagy a rendszerben lévő energiamennyiséget, amelynek bizonyos térfogata van, nyomás alatt áll és cserélhető a környezettel. A rendszer entalpiáját H betű képviseli, és a hozzá tartozó fizikai egység az energiaértékek jelzésére a Joule.
Ebben a cikkben elmondjuk Önnek az entalpia összes jellemzőjét és fontosságát.
Főbb jellemzők
Mondhatjuk, hogy az entalpia egyenlő a rendszer belső energiájával, plusz a nyomás és ugyanazon rendszer térfogatának szorosa. Amikor látjuk, hogy a rendszer energiája, a nyomás és a térfogat az állapotfüggvények, akkor az entalpia is az. Ez azt jelenti, hogy amikor eljön az ideje, akkor bizonyos végső kezdeti körülmények között előfordulhat, így a változó segíthet az egész rendszer egészének vizsgálatában.
Az első dolog tudni, hogy mi a kialakulás entalpiája. Ez körülbelül abszorbeált hő, amelyet a rendszer elfelejtett, amikor normál állapotban az elemekből 1 mol termék keletkezik. Ezek az állapotok lehetnek szilárdak, folyékonyak vagy gázneműek vagy oldat esetén. Az allotrop állapot a legstabilabb állapot. Például a szén legstabilabb allotróp állapota a grafit, amellett, hogy normális körülmények között van, ahol a depresszió értékei 1 légkör és hőmérséklet 25 fok.
Hangsúlyozzuk, hogy 1 mól előállított vegyületre vonatkoznak a kialakulásának entalpiái. Ily módon a meglévő reagenstermékek mennyiségétől függően a reakciót frakcionális együtthatókkal kell beállítani.
Formáció entalpia
Tudjuk, hogy bármely kémiai folyamatban a képződés entalpiája lehet pozitív és negatív is. Ez az entalpia akkor pozitív, ha a reakció endoterm. Az, hogy a kémiai reakció endoterm, azt jelenti, hogy képes elnyelni a közeg hőjét. Másrészről, negatív entalpiánk van, amikor a reakció exoterm. Az, hogy egy kémiai reakció exoterm, azt jelenti, hogy hőt bocsát ki a rendszerből kifelé.
Az exoterm reakció kialakulásához a reagenseknek nagyobb energiával kell rendelkezniük, mint a termékek. Éppen ellenkezőleg, az endoterm reakció lejátszódásához a reagenseknek kevesebb energiával kell rendelkezniük, mint a termékek. Ahhoz, hogy mindezek kémiai egyenlete jól megírható legyen, be kell tartani az anyag megőrzésének törvényét. Vagyis a kémiai egyenletnek tartalmaznia kell a reagensek és termékek fizikai állapotára vonatkozó információkat. Ezt aggregációs állapotnak nevezik
Ezt is szem előtt kell tartania a tiszta anyagoknak nulla az entalpiája. Ezeket az entalpia értékeket standard körülmények között kapjuk meg, például a fentiekben, és a legstabilabb formában. Egy kémiai rendszerben, ahol vannak reagensek és termékek, a reakció entalpia megegyezik a képződés entalpiájával standard körülmények között.
Tudjuk, hogy egyes szervetlen és szerves kémiai vegyületek képződési értékeinek entalpiaja 1 atmoszféra nyomáson és 25 fok hőmérsékleten alakul ki.
A reakció entalpiaja
Már említettük, hogy mi a kialakulás entalpiaja. Most leírjuk, hogy mi a reakció entalpiaja. Ez egy termodinamikai funkció, amely segít számítsa ki a kémiai reakció során nyert hőmennyiséget vagy hőt. Az oktatói egyensúlyt keresik, megtartják vagy befogadják mind a reagenseket, mind a termékeket. Az egyik szempont, amelyet teljesíteni kell a reakció entalpia kiszámításához, az az, hogy magának a reakciónak állandó nyomáson kell lejátszódnia. Más szavakkal, a kémiai reakció bekövetkezésének teljes ideje alatt a nyomást állandóan kell tartani.
Tudjuk, hogy az entalpia energia dimenziókkal rendelkezik, és ezért joule-ban mérik. Megérteni az entalpia és a kémiai reakció során cserélődő hő viszonyát el kell menni a termodinamika első törvényéhez. És ez az első törvény azt mondja nekünk, hogy a termodinamikai folyamatban kicserélt hő egyenlő az anyag vagy a folyamatban részt vevő anyagok belső energiájának és az említett anyagok által a folyamat során végzett munkának a változásával.
Tudjuk, hogy az összes kémiai reakció nem más, mint különféle termodinamikai folyamatok, amelyek egy bizonyos nyomáson fordulnak elő. A leggyakoribb nyomásértékeket normál légköri nyomáson adják meg. Ezért minden ilyen módon bekövetkező termodinamikai folyamatot izobárinak nevezünk, mivel állandó nyomáson megy végbe.
Nagyon gyakran hívják az entalpia hőjét. Ugyanakkor egyértelműnek kell lennie, hogy ez nem azonos a hővel, hanem a hőcserével. Vagyis nem a hő adhat tanulságot, vagy a belső hő, ami a reagenseknek és a termékeknek van. A kémiai reakció során a hő cserélődik.
Kapcsolat a hővel
Ellentétben azzal, amiről korábban beszéltünk, az entalpia állapotfüggvény. Amikor kiszámoljuk az entalpia változását, valójában két függvény különbségét számoljuk. Ezek a funkciók általában kizárólag a rendszer állapotától függenek. A rendszer ezen állapota a rendszer belső energiájától és térfogatától függően változik. Mivel tudjuk, hogy a változat a kémiai reakció során állandó marad, a reakció entalpia nem más, mint egy olyan állapotfüggvény, amely mind a belső energiától, mind a térfogattól függ.
Ezért a kémiai reakcióban a reaktánsok entalpiáját mindegyikük összegeként definiálhatjuk. Másrészt ugyanazt definiáljuk, de a termékekben, mint az összes termék entalpia összegét.
Remélem, hogy ezekkel az információkkal többet megtudhat az entalpiaról és annak jellemzőiről.