Enghraifft o Gwestiwn Trafod ar Ynni Bond
Rhagymadrodd
Mae egni bond yn gysyniad allweddol mewn cemeg sy'n ein helpu i ddeall yr egni sydd ei angen i dorri bond o fewn moleciwl. Yn syml, egni bond yw'r swm o egni sydd ei angen i wahanu dau atom sydd wedi'u rhwymo gyda'i gilydd mewn moleciwl yn atomau ar wahân. Yn yr erthygl hon, byddwn yn deall y cysyniad o egni bond trwy sawl problem enghreifftiol a'u trafodaeth.
Cysyniad Ynni Bond
Mynegir egni bond mewn cilojoules fesul mol (kJ/mol), ac mae gan bob math o fond cemegol egni bond gwahanol. Er enghraifft, mae egni bond ar gyfer bond C-H (carbon-hydrogen) sengl yn wahanol i egni bond ar gyfer bond C=O (carbon-ocsigen) dwbl.
Y hafaliad a ddefnyddir yn gyffredin i gyfrifo newid enthalpi adwaith (\(\Delta H\)) gan ystyried egni'r bond yw:
\[
\Delta H = \Sigma D_{\text{adweithyddion}} – \Sigma D_{\text{cynhyrchion}}
\]
Lle mae \(D_{\text{reactants}}\) a \(D_{\text{products}}\) yn cynrychioli'r egni bond sy'n gysylltiedig â'r adweithyddion a'r cynhyrchion. Mewn geiriau eraill, swm yr egni bond yn yr adweithyddion minws swm yr egni bond yn y cynhyrchion.
Cwestiynau Enghreifftiol a Thrafodaeth
Cwestiwn 1
Gwyddys mai egni bond cyfartalog y bondiau canlynol yw:
– Bond HH: 436 kJ/mol
– Bond O=O: 498 kJ/mol
– Bond HO: 463 kJ/mol
Cyfrifwch y newid enthalpi (\(\Delta H\)) ar gyfer yr adwaith canlynol:
\[
2H_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2H_2O(g)
\]
Trafodaeth:
Y cam cyntaf yw ysgrifennu'r adwaith a chyfrif nifer y bondiau sy'n bresennol yn yr adweithyddion a'r cynhyrchion.
Ar gyfer yr adweithyddion:
– mae 2 foleciwl o \(H_2\) yn golygu bod 2 fond HH
– Mae 1 moleciwl o \(O_2\) yn golygu bod 1 bond O=O
Ar gyfer cynhyrchion:
– Mae 2 foleciwl \(H_2O\) yn golygu 4 bond HO
Cyfanswm ynni'r bond yn yr adweithyddion:
\[
2 \times \text{Egni bond HH} + 1 \times \text{Egni bond O=O}
\]
\[
= 2 \times 436 + 1 \times 498
\]
\[
= 872 + 498
\]
\[
= 1370 \text{ kJ/mol}
\]
Cyfanswm ynni'r bond yn y cynnyrch:
\[
4 \times \text{egni bond HO}
\]
\[
= 4 \times 463
\]
\[
= 1852 \text{ kJ/mol}
\]
Newid enthalpi (\(\Delta H\)):
\[
\Delta H = \Sigma D_{\text{adweithyddion}} – \Sigma D_{\text{cynhyrchion}}
\]
\[
= 1370 \text{ kJ/mol} – 1852 \text{ kJ/mol}
\]
\[
= -482 \text{ kJ/mol}
\]
Felly, y newid enthalpi ar gyfer yr adwaith yw \(-482\) kJ/mol.
Cwestiwn 2
Tybir bod yr egni bond canlynol yn hysbys:
– bond CH: 414 kJ/mol
– Bond C=C: 612 kJ/mol
– Bond HH: 436 kJ/mol
Cyfrifwch y newid enthalpi (\(\Delta H\)) ar gyfer yr adwaith canlynol:
\[
C_2H_4(g) + H_2(g) \rightarrow C_2H_6(g)
\]
Trafodaeth:
Y cam cyntaf yw ysgrifennu'r adwaith a chyfrif nifer y bondiau sy'n bresennol yn yr adweithyddion a'r cynhyrchion.
Ar gyfer yr adweithyddion:
– Mae gan 1 moleciwl o \(C_2H_4\) (ethylen) 4 bond CH ac 1 bond C=C
– Mae gan 1 moleciwl o \(H_2\) 1 bond HH
Ar gyfer cynhyrchion:
– Mae gan 1 moleciwl o \(C_2H_6\) (ethan) 6 bond CH ac 1 bond CC
Cyfanswm ynni'r bond yn yr adweithyddion:
\[
4 \times \text{Egni bond CH} + 1 \times \text{Egni bond C=C} + 1 \times \text{Egni bond HH}
\]
\[
= 4 \times 414 + 1 \times 612 + 1 \times 436
\]
\[
= 1656 + 612 + 436
\]
\[
= 2704 \text{ kJ/mol}
\]
Cyfanswm ynni'r bond yn y cynnyrch:
\[
6 \times \text{egni bond CH} + 1 \times \text{egni bond CC}
\]
\[
= 6 \times 414 + 1 \times 348
\]
\[
= 2484 + 348
\]
\[
= 2832 \text{ kJ/mol}
\]
Newid enthalpi (\(\Delta H\)):
\[
\Delta H = \Sigma D_{\text{adweithyddion}} – \Sigma D_{\text{cynhyrchion}}
\]
\[
= 2704 \text{ kJ/mol} – 2832 \text{ kJ/mol}
\]
\[
= -128 \text{ kJ/mol}
\]
Felly, y newid enthalpi ar gyfer yr adwaith yw \(-128\) kJ/mol.
Casgliad
Mae'r cysyniad o egni bond yn elfen sylfaenol wrth astudio adweithiau cemegol a'u newidiadau enthalpi. Yn yr erthygl hon, rydym wedi trafod dau broblem enghreifftiol sy'n dangos sut i gyfrifo newidiadau enthalpi ar gyfer adweithiau gan ddefnyddio egni bond. Mae'r ddealltwriaeth hon yn hanfodol mewn ystod eang o gymwysiadau cemegol, o synthesis organig i ddatblygu tanwydd. Gellir cyflawni dealltwriaeth ddyfnach trwy ymarfer rheolaidd ac archwilio gwahanol fathau o adweithiau cemegol.
Defnyddiwch y technegau a ddisgrifir yn yr erthygl hon fel canllaw i ddatrys problemau ynni bondiau yn y dyfodol, ac ystyriwch adnoddau dysgu ychwanegol eraill i ddyfnhau eich gwybodaeth am gemeg ynni bondiau.
