Fesili Fa'ata'ita'i e Talanoaina ai Suiga o le Enthalpy i Tuutuuga Masani
Pendahuluan
O le suiga o le enthalpy o se manatu autū i le thermochemistry e taua tele i le tele o faiga fa'akemikolo. I totonu o lenei tusiga, o le a matou talanoaina auiliili pe fa'apefea ona fuafua ma malamalama i le suiga o le enthalpy i lalo o tulaga masani e ala i ni fa'ata'ita'iga o fa'afitauli ma talanoaga auiliili. O lenei tusiga o le a aoga mo tamaiti a'oga, tamaiti a'oga i kolisi, ma so'o se tasi e su'esu'eina le kemisi ina ia maua ai se malamalamaga sili atu i lenei autu.
Malamalama i le Enthalpy ma Ona Suiga
O le enthalpy (H) o le malosiaga atoa o se faiga, e aofia ai le malosiaga i totonu ma le malosiaga e fesoʻotaʻi ma le mamafa ma le voluma. I le tulaga o tali faʻakemikolo, e masani ona tatou fiafia i le suiga o le enthalpy (ΔH), lea e atagia ai le suiga atoa o le malosiaga i le taimi o le tali atu i le mamafa faifai pea.
O le suiga o le enthalpy i lalo o tulaga masani (ΔH⁰) o le suiga lea o le enthalpy pe a iai uma mea e tali atu ai ma oloa i o latou tulaga masani, o lona uiga, i le mamafa o le 1 atm ma le vevela e masani lava 25°C (298 K).
Fesili Fa'ata'ita'i ma Talanoaga
Fesili 1: Fa'amuina o le Methane
Fesili: Fuafua le suiga masani o le enthalpy (ΔH⁰) mo le susunuina o le 1 mole o le methane (\(CH_4\)) e faʻavae i luga o le fua faʻatatau lenei:
\[ CH_4(g) + 2O_2(g) \taumatau CO_2(g) + 2H_2O(l) \]
Ua iloa:
– ΔH⁰f \(CH_4(g)\) = -74.8 kJ/mol
– ΔH⁰f \(CO_2(g)\) = -393.5 kJ/mol
– ΔH⁰f \(H_2O(l)\) = -285.8 kJ/mol
Talanoaga:
E mafai ona fuafuaina le suiga masani o le enthalpy mo se tali atu o le vailaʻau e faʻaaoga ai le tulafono a Hess e ala i le fua faʻatatau lenei:
\[ \Delta H⁰ = ∑ ΔH⁰f(oloa) – ∑ ΔH⁰f(mea tali) \]
Muamua, fa'ailoa mai le enthalpy masani o le fausiaina mo mea ta'itasi i le tali atu:
– \( ΔH⁰f_{CH_4(g)} = -74.8 \) kJ/mol
– \( ΔH⁰f_{CO_2(g)} = -393.5 \) kJ/mol
– \( ΔH⁰f_{H_2O(l)} = -285.8 \) kJ/mol (×2 mo mole e lua \(H_2O\))
Ona, fuafua lea o le aofaʻi o enthalpies o le fausiaina o oloa ma mea e tali atu ai:
\[ ∑ ΔH⁰f(oloa) = [-393.5] + [2(-285.8)]
= -393.5 + (-571.6)
= -965.1 kJ/mol
\[ ∑ ΔH⁰f(tagata tali tali) = [-74.8] + [0] \]
(O mea fa'aputu uma i lo latou tulaga fa'avae e iai le enthalpy masani o le fausiaina o le 0 kJ/mol)
Ona, fuafua lea o le suiga masani o le enthalpy (ΔH⁰):
\[ ΔH⁰ = -965.1 – (-74.8)
= -965.1 + 74.8
= -890.3 kJ/mol
O lea la, o le suiga masani o le enthalpy mo le mu o le 1 mole o le methane e -890.3 kJ/mol.
Fesili 2: Tali atu i le Fausiaina o le Vai
Fesili: Fuafua le suiga masani o le enthalpy (ΔH⁰) mo le fausiaina o le vai mai le haitorosene ma le okesene e faʻavae i luga o le fua faʻatatau lenei:
\[ 2H_2(g) + O_2(g) \taumatau 2H_2O(l) \]
Ua iloa:
– ΔH⁰f \(H_2O(l)\) = -285.8 kJ/mol
Talanoaga:
E manaʻomia ona tatou sailia le suiga masani o le enthalpy mo se tali atu mai mea amata i oloa manaʻomia. Faʻaaogaina le enthalpy masani o le fausiaina:
\[ ΔH⁰ = ∑ ΔH⁰f(oloa) – ∑ ΔH⁰f(mea tali) \]
Fuafua le enthalpy o le fausiaina o oloa ma mea e tali atu ai:
\[
\begin{align}
∑ ΔH⁰f(oloa) & = [2(-285.8)] \\
∑ ΔH⁰f(oloa) & = -571.6 kJ/mol
\end{align}
\]
\[
ΔH⁰f(H_2(g)) = 0 kJ/mol
ΔH⁰f(O_2(g)) = 0 kJ/mol
∑ ΔH⁰f(mea tali atu) = [2(0)] + [0] = 0 \text{ kJ/mol}
\]
Ona, fuafua lea o le suiga masani o le enthalpy (ΔH⁰):
\[ ΔH⁰ = -571.6 \text{ kJ/mol} \]
O lea la, o le suiga masani o le enthalpy mo le fausiaina o le vai e -571.6 kJ/mol.
Fesili 3: Fa'aleagaina o le Nitrogen Dioxide
Fesili: Fuafua le suiga masani o le enthalpy (ΔH⁰) mo le fa'aleagaina o le nitrogen dioxide (\(NO_2\)) i le nitrogen monoxide gas (\(NO\)) ma le oxygen gas (O₂) e fa'atatau i le fua fa'atatau lenei:
\[ 2NO_2(g) \taumatau 2NO(g) + O_2(g) \]
Ua iloa:
– ΔH⁰f \(NO_2(g)\) = 33.2 kJ/mol
– ΔH⁰f \(NO(g)\) = 90.3 kJ/mol
Talanoaga:
Fuafuaga talitutusa:
\[ ΔH⁰ = ∑ ΔH⁰f(oloa) – ∑ ΔH⁰f(mea tali) \]
Fuafua le enthalpy o le fausiaina o le oloa:
\[
\begin{align}
∑ ΔH⁰f(oloa) & = [2( ΔH⁰f_{NO(g)} )] + [ ΔH⁰f_{O_2(g)}] \\
& = [2(90.3)] + [0] \\
& = 180.6 kJ/mol
\end{align}
\]
Fuafua le enthalpy o le fausiaina o mea e tali atu ai:
\[
\begin{align}
∑ ΔH⁰f(tagata tali tali) & = [2( ΔH⁰f_{NO_2(g)} )] \\
& = [2(33.2)]
& = 66.4 kJ/mol
\end{align}
\]
Fuafua le suiga masani o le enthalpy (ΔH⁰):
\[ ΔH⁰ = 180.6 – 66.4 = 114.2 \text{ kJ/mol} \]
O lea la, o le suiga masani o le enthalpy mo le pala o le nitrogen dioxide e 114.2 kJ/mol.
I'uga
O le fuafuaina o suiga masani o le enthalpy (ΔH⁰) o se metotia taua tele i le thermochemistry. I le malamalama i le faʻaaogaina o le enthalpies masani o le fausiaina ma le faʻaaogaina o le tulafono a Hess, e mafai ai ona tatou fuafuaina suiga o le malosi i le tele o tali faʻakemikolo. E ala i faʻataʻitaʻiga o faʻafitauli o loʻo i luga, e faʻamoemoeina le au faitau e maua le malamalama ma le mafai ona fuafua suiga o le enthalpy mo le tele o tali faʻakemikolo. O lenei malamalama e taua e le gata mo suʻesuʻega faʻaleaʻoaʻoga ae faʻapea foʻi mo le tele o faʻaoga tau alamanuia ma suʻesuʻega faasaienisi.
