Ohatra amin'ny fanontaniana sy fifanakalozan-kevitra momba ny fitoviana termokimia
Ny termokimia dia sampana iray amin'ny simia izay mandalina ny fiovan'ny angovo mitranga mandritra ny fihetsika simika, indrindra ny famindrana hafanana. Ny termokimia dia misy foto-kevitra toy ny entalpia, entropia, ary ny angovo malalaka Gibbs, izay ampiasaina haminavina ny lalana sy ny fihetsehan'ny fihetsika. Ato amin'ity lahatsoratra ity, dia handinika olana ohatra maromaro isika ary hiresaka momba ny fampitoviana termokimia.
Hevitra fototra momba ny Termokimia
Alohan'ny hidirana amin'ireo fanontaniana ohatra sy ny fifanakalozan-kevitra momba azy ireo dia zava-dehibe ny mahafantatra ny foto-kevitra fototra momba ny termosimia:
1. Entalpy (H): Ny entalpy dia endriky ny angovo ao anaty rafitra iray izay refesina amin'ny tsindry tsy miova. Ny fiovan'ny entalpy (\( \Delta H \)) dia azo aseho toy izao:
\[ \Delta H = H_{vokatra} – H_{mpihetsika} \]
2. Fihetsehana Endothermika sy Eksothermika:
– Ny fihetsika eksotermika dia fihetsika izay mamoaka hafanana mankany amin'ny tontolo iainana (\( \Delta H < 0 \)). - Ny fihetsika endotermika dia fihetsika izay mandray hafanana avy amin'ny tontolo iainana (\( \Delta H > 0 \)).
3. Lalàn'i Hess: Milaza ny Lalàn'i Hess fa mitovy ny fiovan'ny entalpie manontolo amin'ny fihetsiketsehana simika na mitranga amin'ny dingana iray na maromaro ny fihetsiketsehana. Azo lazaina toy izao izany:
\[ \Delta H_{total} = \Delta H_1 + \Delta H_2 + … + \Delta H_n \]
Fanontaniana sy fifanakalozan-kevitra santionany
Ohatra Fanontaniana 1: Fikajiana ny Fiovan'ny Enthalpy
Raha jerena ity fihetsika manaraka ity:
\[ 2H_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2H_2O(l) \]
Raha fantatra fa -285.8 kJ/mol ny fiovan'ny entalpie amin'ny fiforonan'ny rano (\( \Delta H_f \)) dia kajy ny fiovan'ny entalpie manontolo ho an'ny fihetsehana.
Dinika:
Azo kajy amin'ny alalan'ny fiovan'ny entalpie amin'ny fiforonan'ny vokatra sy ny zavatra mihetsika ny fiovan'ny entalpie amin'ny fihetsika (\( \Delta H_{reaction} \)).
Fantatra:
– \[ \Delta H_f(H_2O(l)) = -285.8 \text{ kJ/mol} \]
Koa satria roa môlan'ny rano no miforona, ny fiovan'ny entalpie manontolo amin'ny fihetsika dia:
\[ \Delta H_{fihetseham-po} = 2(-285.8 \text{ kJ/mol}) \]
\[ \Delta H_{fihetseham-po} = -571.6 \text{ kJ} \]
Koa, ny fiovan'ny entalpie manontolo ho an'ity fihetsika ity dia -571.6 kJ. Exothermic ity fihetsika ity satria ratsy ny \( \Delta H \).
Ohatra Fanontaniana 2: Fampiasana ny Lalàn'i Hess
Raha jerena ity fihetsika manaraka ity:
C(s) + O_2(g) CO_2(g) 2mm
C(s) + 1/2 O_2(g) CO(g) 2mm
CO(g) + 1/2 O_2(g) CO_2(g) 2mm
Fantatra:
– \(\Delta H_1 = -393.5 \text{ kJ}\)
– \(\Delta H_2 = -110.5 \text{ kJ}\)
Kajio ny fiovan'ny entalpie ho an'ny fihetsika (3).
Dinika:
Ampiasao ny Lalàn'i Hess mba hamaritana ny fiovan'ny entalpie ho an'ny fihetsika (3). Mariho fa ny fihetsika (3) dia azo avy amin'ny fihetsika (1) sy (2):
\[ \text{Fihetseham-po} (3): CO(g) + 1/2 O_2(g) \rightarrow CO_2(g) \]
Avadiho ny fihetsika (2) mba hampiasana ny Lalàn'i Hess:
CO_2(g) C(s) + O_2(g) 2mm, H = +393.5 kJ
C(s) + 1/2 O_2(g) CO(g) 2mm, H = -110.5 kJ
Ampidiro izao ireo fihetsika:
CO2(g) C(s) + O2(g) + 1/2 O2(g) CO(g) + 1/2 O2(g)
CO2(g) C(s) + O2(g) CO(g) + 1/2 O2(g)
Ampio ny fiovan'ny enthalpy:
Fihetseham-po Delta H = 393.5 – 110.5 kJ
\[ \Delta H_{fihetseham-po} = 283.0 \text{ kJ}\]
Koa, ho an'ny fihetsika \( CO(g) + 1/2 O_2(g) \rightarrow CO_2(g) \), ny fiovan'ny entalpie dia -283.0 kJ.
Ohatra Fanontaniana 3: Fihetsehan'ny Kalorimetatra
Raha omena asidra hydrochloric 1.0 M (HCl) 100 mL sy hydroxide sodium 1.0 M (NaOH) 100 mL, dia miakatra avy amin'ny 25.0 °C ka hatramin'ny 31.0 °C ny mari-pana. Raha 4.18 J/g°C ny fahafahan'ny rano mamoaka hafanana ary 1.0 g/mL ny hakitroky ny vahaolana, dia kajy ny fiovan'ny enthalpy amin'ny neutralization.
Dinika:
Dingana:
1. Kajy ny lanjan'ny vahaolana:
\[ \text{Vokatra manontolo} = 100 \text{ mL} + 100 \text{ mL} = 200 \text{ mL} \]
\[ \text{Lanja} = 200 \text{ g} \] (satria 1 g/mL ny hakitroky ny vahaolana)
2. Kajy ny fiovan'ny mari-pana:
\[ \Delta T = 31.0 \text{ °C} – 25.0 \text{ °C} = 6.0 \text{ °C} \]
3. Kajy ny angovo voarain'ny vahaolana:
\[ q = m \cdot c \cdot \Delta T \]
q = 200 g = 4.18 J/g°C = 6.0 °C
\[ q = 5016 \text{ J} \]
\[ q = 5.016 \text{ kJ} \]
4. Kajy ny fiovan'ny entalpie:
\[ \Delta H = \frac{q_{\text{vahaolana}}}{\text{mol HCl}} \]
Raha jerena fa mitovy ny molan'ny HCl sy NaOH:
\[ \text{Mole HCl} = 1.0 \text{ M} \times 0.100 \text{ L} = 0.100 \text{ mol} \]
\[ \Delta H = \frac{5.016 \text{ kJ}}{0.100 \text{ mol}} \]
\[ \Delta H = -50.16 \text{ kJ/mol} \]
Noho izany, ny fiovan'ny entalpie ho an'ny fanalefahana ny HCl sy NaOH dia -50.16 kJ/mol, izay manondro fihetsika exothermic.
Famaranana
Sampana iray tena ilaina amin'ny simia ny termosimia izay manampy antsika hahatakatra ny fomba fiovan'ny angovo sy ny fiovany amin'ny fihetsika simika. Amin'ny fahatakarana ireo foto-kevitra fototra toy ny entalpia sy ny lalàn'i Hess, ary ny fahafahana mampihatra azy ireo amin'ny olana azo ampiharina, dia afaka maminavina ny fiovan'ny angovo mitranga amin'ny fihetsika simika isan-karazany isika. Ity lahatsoratra ity dia nanolotra ohatra olana maromaro izay antenaina fa hanampy amin'ny fanamafisana ny fahatakaranao ny fampitoviana termosimia.
