Sampla de Cheist Phlé ar Fhuinneamh Bannaí
Pendahuuan
Is coincheap lárnach sa cheimic é fuinneamh nasc a chabhraíonn linn an fuinneamh a theastaíonn chun nasc laistigh de mhóilín a bhriseadh a thuiscint. Go simplí, is é an fuinneamh nasc an méid fuinnimh a theastaíonn chun dhá adamh atá ceangailte le chéile i móilín a dheighilt ina n-adaimh ar leithligh. San alt seo, tuigfimid coincheap an fhuinnimh nasc trí roinnt fadhbanna samplacha agus a bplé.
Coincheap na Fuinnimh Bannaí
Déantar fuinneamh nasc a chur in iúl i gciligiúil in aghaidh an mhóil (kJ/mol), agus bíonn fuinneamh nasc difriúil ag gach cineál nasc ceimiceach. Mar shampla, tá fuinneamh nasc le haghaidh nasc C-H (carbón-hidrigin) aonair difriúil ó fhuinneamh nasc le haghaidh nasc dúbailte C=O (carbón-ocsaigin).
Is í an chothromóid a úsáidtear go coitianta chun athrú eintealpa imoibrithe (ΔH) a ríomh agus fuinnimh na nasc á gcur san áireamh ná:
\[
ΔH = ΔSigma D_{\text{imoibrithe}} – ΔSigma D_{\text{táirgí}}
\]
Áit a seasann \(D_{\text{imoibrithe}}\) agus \(D_{\text{táirgí}}\) do na fuinnimh nasc atá i gceist sna himoibrithe agus sna táirgí. Is é sin le rá, suim na bhfuinneamh nasc sna himoibrithe lúide suim na bhfuinneamh nasc sna táirgí.
Ceisteanna Samplacha agus Plé
Ceist 1
Is eol gurb é an meánfhuinneamh nasc do na bannaí seo a leanas ná:
– Nasc HH: 436 kJ/mol
– Nasc O=O: 498 kJ/mol
– Nasc H2O: 463 kJ/mol
Ríomh an t-athrú einthalpa (ΔH) don imoibriú seo a leanas:
\[
2H_2(g) + O_2(g) \ saighead dheas 2H_2O(g)
\]
Plé:
Is é an chéad chéim an t-imoibriú a scríobh agus líon na nasc atá i láthair sna himoibrithe agus sna táirgí a chomhaireamh.
Maidir leis na himoibritheoirí:
– Ciallaíonn 2 mhóilín de \(H_2\) go bhfuil 2 nasc HH ann
– Ciallaíonn 1 mhóilín de \(O_2\) go bhfuil 1 nasc O=O ann
Le haghaidh táirgí:
– Ciallaíonn 2 \(H_2O\) móilíní 4 nasc HO
Fuinneamh iomlán na nasc sna himoibritheoirí:
\[
2 × \text{Fuinneamh nasc HH} + 1 × \text{Fuinneamh nasc O=O}
\]
\[
= 2 × 436 + 1 × 498
\]
\[
= 872 + 498
\]
\[
= 1370 \text{ kJ/mol}
\]
Fuinneamh iomlán na nasc sa táirge:
\[
4 \times \text{fuinneamh nasc HO}
\]
\[
= 4 \uaire 463
\]
\[
= 1852 \text{ kJ/mol}
\]
Athrú eintalpachta (\(\Delta H\)):
\[
ΔH = ΔSigma D_{\text{imoibrithe}} – ΔSigma D_{\text{táirgí}}
\]
\[
= 1370 \text{ kJ/mol} – 1852 \text{ kJ/mol}
\]
\[
= -482 \text{ kJ/mol}
\]
Mar sin, is é an t-athrú eintealpa don imoibriú ná −482 kJ/mol.
Ceist 2
Glactar leis go bhfuil na fuinnimh nasc seo a leanas ar eolas:
– Nasc CH: 414 kJ/mol
– Nasc C=C: 612 kJ/mol
– Nasc HH: 436 kJ/mol
Ríomh an t-athrú einthalpa (ΔH) don imoibriú seo a leanas:
\[
C_2H_4(g) + H_2(g) \ rightarrow C_2H_6(g)
\]
Plé:
Is é an chéad chéim an t-imoibriú a scríobh agus líon na nasc atá i láthair sna himoibrithe agus sna táirgí a chomhaireamh.
Maidir leis na himoibritheoirí:
– Tá 4 nasc CH agus 1 nasc C=C ag 1 mhóilín de \(C_2H_4\) (eitiléin)
– Tá nasc HH amháin ag 1 mhóilín de \(H_2\)
Le haghaidh táirgí:
– Tá 6 nasc CH agus 1 nasc CC ag 1 mhóilín de \(C_2H_6\) (eatán)
Fuinneamh iomlán na nasc sna himoibritheoirí:
\[
4 × Fuinneamh na nasc CH + 1 × Fuinneamh na nasc C = C + 1 × Fuinneamh na nasc HH
\]
\[
= 4 × 414 + 1 × 612 + 1 × 436
\]
\[
= 1656+612+436
\]
\[
= 2704 \text{ kJ/mol}
\]
Fuinneamh iomlán na nasc sa táirge:
\[
6 \times \text{fuinneamh nasc CH} + 1 \times \text{fuinneamh nasc CC}
\]
\[
= 6 × 414 + 1 × 348
\]
\[
= 2484 + 348
\]
\[
= 2832 \text{ kJ/mol}
\]
Athrú eintalpachta (\(\Delta H\)):
\[
ΔH = ΔSigma D_{\text{imoibrithe}} – ΔSigma D_{\text{táirgí}}
\]
\[
= 2704 \text{ kJ/mol} – 2832 \text{ kJ/mol}
\]
\[
= -128 \text{ kJ/mol}
\]
Mar sin, is é an t-athrú eintealpa don imoibriú ná −128 kJ/mol.
Conclúid
Is gné bhunúsach é coincheap an fhuinnimh nasctha i staidéar imoibrithe ceimiceacha agus a n-athruithe enthalpa. San alt seo, phléamar dhá fhadhb shamplacha a léiríonn conas athruithe enthalpa a ríomh le haghaidh imoibrithe ag baint úsáide as fuinneamh nasctha. Tá an tuiscint seo ríthábhachtach i raon leathan feidhmeanna ceimiceacha, ó shintéis orgánach go forbairt breosla. Is féidir tuiscint níos doimhne a bhaint amach trí chleachtadh rialta agus iniúchadh a dhéanamh ar chineálacha éagsúla imoibrithe ceimiceacha.
Bain úsáid as na teicnící a bhfuil cur síos orthu san alt seo mar threoir chun fadhbanna fuinnimh nasc a réiteach amach anseo, agus smaoinigh ar acmhainní foghlama breise eile chun do chuid eolais ar cheimic fuinnimh nasc a dhoimhniú.
