Ajụjụ Ihe Nlereanya Na-atụle Mgbanwe Enthalpy na Ọnọdụ Ọkọlọtọ
Pendahuluan
Mgbanwe Enthalpy bụ echiche dị mkpa na thermochemistry nke na-arụ ọrụ dị oke mkpa na usoro kemịkalụ dị iche iche. N'isiokwu a, anyị ga-atụle nke ọma otu esi agbakọ ma ghọta mgbanwe enthalpy n'okpuru ọnọdụ ọkọlọtọ site na ọtụtụ nsogbu atụ na mkparịta ụka zuru oke. Isiokwu a ga-abara ụmụ akwụkwọ, ụmụ akwụkwọ kọleji, na onye ọ bụla na-amụ kemistri uru iji ghọta nke ọma isiokwu a.
Ịghọta Enthalpy na Mgbanwe Ya
Enthalpy (H) bụ ike zuru oke nke sistemụ, nke nwere ike dị n'ime na ike metụtara nrụgide na olu. N'ihe gbasara mmeghachi omume kemịkalụ, anyị na-enwekarị mmasị na mgbanwe enthalpy (ΔH), nke na-egosipụta mgbanwe ike zuru oke n'oge mmeghachi omume na nrụgide na-adịgide adịgide.
Mgbanwe enthalpy n'okpuru ọnọdụ ọkọlọtọ (ΔH⁰) bụ mgbanwe enthalpy mgbe ihe ndị na-emeghachi omume na ngwaahịa niile dị na ọnọdụ ọkọlọtọ ha, ya bụ, na nrụgide nke 1 atm na okpomọkụ nke na-abụkarị 25°C (298 K).
Ajụjụ na Mkparịta ụka Ihe Nlereanya
Ajụjụ nke 1: Ọkụ Methane
Ajụjụ: Gbakọọ mgbanwe enthalpy ọkọlọtọ (ΔH⁰) maka ọkụ nke 1 mole nke methane (\(CH_4\)) dabere na nha anya a:
\[ CH_4(g) + 2O_2(g) \aka nri CO_2(g) + 2H_2O(l) \]
A maara:
– ΔH⁰f \(CH_4(g)\) = -74.8 kJ/mol
– ΔH⁰f \(CO_2(g)\) = -393.5 kJ/mol
– ΔH⁰f \(H_2O(l)\) = -285.8 kJ/mol
Azịza:
Enwere ike ịgbakọ mgbanwe enthalpy ọkọlọtọ maka mmeghachi omume kemịkalụ site na iji iwu Hess site na usoro ndị a:
\[ \Delta H⁰ = ∑ ΔH⁰f(ngwaahịa) – ∑ ΔH⁰f(ihe mmeghachi omume) \]
Nke mbụ, chọpụta enthalpy ọkọlọtọ nke nhazi maka ihe ọ bụla dị na mmeghachi omume ahụ:
– \( ΔH⁰f_{CH_4(g)} = -74.8 \) kJ/mol
– \( ΔH⁰f_{CO_2(g)} = -393.5 \) kJ/mol
– \( ΔH⁰f_{H_2O(l)} = -285.8 \) kJ/mol (×2 maka moles abụọ \(H_2O\))
Mgbe ahụ, gbakọọ ngụkọta nke enthalpies nke mmepụta nke ngwaahịa na ihe ndị na-emeghachi omume:
\[ ∑ ΔH⁰f(ngwaahịa) = [-393.5] + [2(-285.8)]
= -393.5 + (-571.6)
= -965.1 \ederede{ kJ/mol} \]
\[ ∑ ΔH⁰f(ihe mmeghachi omume) = [-74.8] + [0] \]
(Ihe niile dị n'ime ihe ndị dị n'ụdị ha bụ isi nwere enthalpy nkịtị nke 0 kJ/mol)
Mgbe ahụ, gbakọọ mgbanwe enthalpy ọkọlọtọ (ΔH⁰):
\[ ΔH⁰ = -965.1 – (-74.8)
= -965.1 + 74.8
= -890.3 \ederede{ kJ/mol} \]
Ya mere, mgbanwe enthalpy ọkọlọtọ maka ọkụ nke 1 mole nke methane bụ -890.3 kJ/mol.
Ajụjụ nke 2: Mmeghachi omume nke mmepụta mmiri
Ajụjụ: Gbakọọ mgbanwe enthalpy ọkọlọtọ (ΔH⁰) maka nhazi mmiri sitere na hydrogen na oxygen dabere na nha nhata ndị a:
\[ 2H_2(g) + O_2(g) \arrow aka nri 2H_2O(l) \]
A maara:
– ΔH⁰f \(H_2O(l)\) = -285.8 kJ/mol
Azịza:
Anyị kwesịrị ịchọta mgbanwe enthalpy ọkọlọtọ maka mmeghachi omume site na ihe ndị na-amalite gaa na ngwaahịa achọrọ. Site na iji enthalpy ọkọlọtọ nke nhazi:
\[ ΔH⁰ = ∑ ΔH⁰f(ngwaahịa) – ∑ ΔH⁰f(ihe mmeghachi omume) \]
Gbakọọ enthalpy nke mmepụta nke ngwaahịa na ihe ndị na-emeghachi omume:
\[
\malite{hazie}
∑ ΔH⁰f(ngwaahịa) & = [2(-285.8)] \\
∑ ΔH⁰f(ngwaahịa) & = -571.6 \ederede{ kJ/mol}
\ngwụcha{hazie}
\]
\[
ΔH⁰f(H_2(g)) = 0 \text{ kJ/mol} \\
ΔH⁰f(O_2(g)) = 0 \text{ kJ/mol} \\
∑ ΔH⁰f(reactants) = [2(0)] + [0] = 0 \text{ kJ/mol}
\]
Mgbe ahụ, gbakọọ mgbanwe enthalpy ọkọlọtọ (ΔH⁰):
\[ ΔH⁰ = -571.6 \ederede{ kJ/mol} \]
Ya mere, mgbanwe enthalpy nkịtị maka nhazi mmiri bụ -571.6 kJ/mol.
Ajụjụ nke 3: Mmebi nke Nitrogen Dioxide
Ajụjụ: Gbakọọ mgbanwe enthalpy ọkọlọtọ (ΔH⁰) maka mmebi nke nitrogen dioxide (\(NO_2\)) ka ọ bụrụ gas nitrogen monoxide (\(NO\)) na gas oxygen (O₂) dabere na usoro ndị a:
\[ 2NO_2(g) \arrow 2NO(g) + O_2(g) \]
A maara:
– ΔH⁰f \(NO_2(g)\) = 33.2 kJ/mol
– ΔH⁰f \(NO(g)\) = 90.3 kJ/mol
Azịza:
Ngụkọta ndị yiri ya:
\[ ΔH⁰ = ∑ ΔH⁰f(ngwaahịa) – ∑ ΔH⁰f(ihe mmeghachi omume) \]
Gbakọọ enthalpy nke mmepụta nke ngwaahịa ahụ:
\[
\malite{hazie}
∑ ΔH⁰f(ngwaahịa) & = [2(ΔH⁰f_{NO(g)} )] + [ ΔH⁰f_{O_2(g)}] \\
& = [2(90.3)] + [0] \\
& = 180.6 \ederede{ kJ/mol}
\ngwụcha{hazie}
\]
Gbakọọ enthalpy nke nhazi nke ndị na-eme ihe mmeghachi omume:
\[
\malite{hazie}
∑ ΔH⁰f(reactant) & = [2(ΔH⁰f_{NO_2(g)} )] \\
& = [2(33.2)] \\
& = 66.4 \ederede{ kJ/mol}
\ngwụcha{hazie}
\]
Gbakọọ mgbanwe enthalpy ọkọlọtọ (ΔH⁰):
\[ ΔH⁰ = 180.6 – 66.4 = 114.2 \text{ kJ/mol} \]
Ya mere, mgbanwe enthalpy ọkọlọtọ maka mmebi nke nitrogen dioxide bụ 114.2 kJ/mol.
Mmechi
Ịgbakọ mgbanwe enthalpy ọkọlọtọ (ΔH⁰) bụ usoro dị mkpa na thermochemistry. Site n'ịghọta otu esi eji enthalpies ọkọlọtọ nke nhazi na itinye iwu Hess n'ọrụ, anyị nwere ike ikpebi mgbanwe ike na mmeghachi omume kemịkalụ dị iche iche. Site na nsogbu atụ dị n'elu, a na-atụ anya ka ndị na-agụ akwụkwọ nweta nghọta na ikike ịgbakọ mgbanwe enthalpy maka mmeghachi omume kemịkalụ dị iche iche. Ihe ọmụma a dị mkpa ọ bụghị naanị maka ọmụmụ ihe agụmakwụkwọ kamakwa maka ọtụtụ ngwa ụlọ ọrụ na nyocha sayensị.
