Fa'ata'ita'iga o Fesili Talanoaga o le Thermochemistry
Pendahuluan
O le Thermochemistry o se lala o le kemisi e suʻesuʻeina le sootaga i le va o tali faʻakemikolo ma suiga o le malosi, aemaise lava i le tulaga o le vevela. O se autu taua i le kemisi faaletino aua e fesoasoani ia i tatou e malamalama ai i le auala e faʻaliliuina ma suia ai le malosi i le taimi o tali faʻakemikolo. I totonu o lenei tusiga, o le a tatou talanoaina ai ni faʻataʻitaʻiga o faʻafitauli o le thermochemistry e fesoasoani e faʻamanino ai nei manatu.
Fa'ata'ita'iga Fesili 1: Suiga i le Enthalpy o le Mu
Fesili:
O le enthalpy o le mu (ΔHc) o le ethanol (C2H5OH) e -1367 kJ/mol. Fuafua le aofaʻi o le malosi e faʻasaʻolotoina pe a mu atoa le 2 moles o le ethanol!
Talanoaga:
O le suiga o le enthalpy o le mu (ΔHc) o le malosi e faʻasaʻolotoina pe a susunuina atoa le tasi mole o se mea i le okesene. Mo le ethanol, ΔHc = -1367 kJ/mol.
Afai e susunuina le 2 moles o le ethanol, o le aofaʻi o le malosi e faʻasaʻolotoina e:
\[ \text{Fa'asa'olotoina o le malosi} = 2 \, \text{mol} \times (-1367 \, \text{kJ/mol}) \]
\[ \text{Malosiaga o le fa'asa'olotoina} = -2734 \, \text{kJ} \]
O lea la, a susunuina atoa le 2 moles o le ethanol, o le malosi e faʻasaʻolotoina e -2734 kJ.
Fa'ata'ita'iga Fesili 2: Fuafuaina o le Reaction Enthalpy mai Fa'amaumauga o le Formation Enthalpy
Fesili:
Faaaoga le fa'amaumauga masani o le enthalpy o le fausiaina e fuafua ai le enthalpy o le tali atu i le fausiaina o le ausa vai:
– \(\Delta H_{\text{f}}^{\circ}(\text{H}_2(g)) = 0 \, \text{kJ/mol}\)
– \(\Delta H_{\text{f}}^{\circ}(\text{O}_2(g)) = 0 \, \text{kJ/mol}\)
– \(\Delta H_{\text{f}}^{\circ}(\text{H}_2\text{O}(g)) = -241.8 \, \text{kJ/mol}\)
Tali atu:
\[ \text{H}_2(g) + \frac{1}{2}\text{O}_2(g) \rightarrow \text{H}_2\text{O}(g) \]
Talanoaga:
E mafai ona fuafuaina le enthalpy o le tali (\(\Delta H_{\text{rxn}}\)) e faʻaaoga ai le enthalpy masani o le fausiaina (\(\Delta H_{\text{f}}^{\circ}\)) faʻatasi ai ma le fua faʻatatau:
\[ \Delta H_{\text{rxn}} = \Sigma \Delta H_{\text{f}}^{\circ} \text{product} – \Sigma \Delta H_{\text{f}}^{\circ} \text{reactants} \]
Mo lenei tali atu:
\[ \Delta H_{\text{rxn}} = \Delta H_{\text{f}}^{\circ}(\text{H}_2\text{O}(g)) – \left[ \Delta H_{\text{f}}^{\circ}(\text{H}_2(g)) + \frac{1}{2} \Delta H_{\text{f}}^{\circ}(\text{O}_2(g)) \right] \]
Ulufale i le tau o le enthalpy o le fausiaina:
\[ \Delta H_{\text{rxn}} = -241.8 \, \text{kJ/mol} – \left[ 0 + \frac{1}{2} \times 0 \right] \]
\[ \Delta H_{\text{rxn}} = -241.8 \, \text{kJ/mol} \]
O lea la, o le enthalpy o le tali atu mo le fausiaina o le ausa vai e -241.8 kJ/mol.
Fa'ata'ita'iga Fesili 3: Tulafono a Hess
Fesili:
Fuafua le suiga o le enthalpy (\(\Delta H\)) mo le tali atu lenei:
\[ \text{C(s)} + \frac{1}{2}\text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO(g)} \]
Faaaoga faʻamatalaga nei:
1. \(\text{C(s)} + \text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO}_2(g) \, \Delta H = -393.5 \, \text{kJ}\)
2. \(\text{CO(g)} + \frac{1}{2}\text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO}_2(g) \, \Delta H = -283.0 \, \text{kJ}\)
Talanoaga:
Faaaoga le Tulafono a Hess lea e faapea mai afai e mafai ona faʻaalia se tali faʻakemikolo o se aofaʻiga o isi tali, o lona uiga o le suiga o le enthalpy o le tali atoa o le aofaʻiga lea o suiga o le enthalpy o na tali.
Laasaga 1: Tusi le tali e manaʻomia ona sui pe sui ina ia fetaui ma le tali faʻamoemoeina:
– Tali (1): \(\text{C(s)} + \text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO}_2(g) \, \Delta H = -393.5 \, \text{kJ}\)
– Tali (2): \(\text{CO(g)} + \frac{1}{2}\text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO}_2(g) \, \Delta H = -283.0 \, \text{kJ}\)
Laasaga 2: Fa'afo'i le tali (2) ma sui le fa'ailoga o le \(\Delta H\):
\[ \text{CO}_2(g) \rightarrow \text{CO(g)} + \frac{1}{2}\text{O}_2(g) \, \Delta H = 283.0 \, \text{kJ} \]
Laasaga 3: Fa'aopoopo le tali (1) ma le tali ua fesuia'i (2):
\[ \text{C(s)} + \text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO}_2(g) \, \Delta H = -393.5 \, \text{kJ} \]
\[ \text{CO}_2(g) \rightarrow \text{CO(g)} + \frac{1}{2}\text{O}_2(g) \, \Delta H = 283.0 \, \text{kJ} \]
Laasaga 4: Fa'aopoopo tali e lua:
\[ \text{C(s)} + \text{O}_2(g) + \text{CO}_2(g) \rightarrow \text{CO}_2(g) + \text{CO(g)} + \frac{1}{2}\text{O}_2(g) \]
O le faigofieina e mafua ai:
\[ \text{C(s)} + \frac{1}{2} \text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO(g)} \]
Suiga atoa o le enthalpy (\(\Delta H\)):
\[ \Delta H = -393.5 \, \text{kJ} + 283.0 \, \text{kJ} = -110.5 \, \text{kJ} \]
O lea la, o le suiga o le enthalpy mo le tali atu e -110.5 kJ.
Fa'ata'ita'iga Fesili 4: Kalorimetri
Fesili:
I se fa'ata'ita'iga o le kalorimetri, e 50 kalama o le vai (c = 4.18 J/g°C) e fa'avevela mai le 25°C i le 75°C. Fa'atatau le aofa'i o le vevela (q) e mana'omia.
Talanoaga:
E mafai ona fuafuaina le aofaʻi o le vevela (q) e manaʻomia e faʻavevela ai le vai e faʻaaoga ai le fua faʻatatau:
\[ q = m \cdot c \cdot \Delta T \]
– m = mamafa o le vai = 50 kalama
– c = le gafatia faapitoa o le vevela = 4.18 J/g°C
– \(\Delta T = \) suiga i le vevela \( = 75°C – 25°C = 50°C \)
\[ q = 50 \, \text{g} \times 4.18 \, \text{J/g°C} \times 50°C \]
\[ q = 10450 \, \text{J} \]
O lea la, o le aofaʻi o le vevela e manaʻomia e faʻavevela ai le 50 kalama o le vai mai le 25°C i le 75°C e 10450 J.
Fa'ato'a
O le talanoaina o faʻataʻitaʻiga o faʻafitauli o loʻo i luga o loʻo tuʻuina atu ai se aotelega auiliili o le auala e mafai ai ona faʻaaogaina manatu faʻatermokemika e foia ai faʻafitauli eseese e fesoʻotaʻi ma tali faʻakemikolo ma suiga o le malosi. E taua tele le Thermochemistry i vaega eseese, e aofia ai pisinisi, malosi, ma suʻesuʻega faasaienisi, aua e mafai ai ona tatou malamalama ma faʻaogaina suiga o le malosi e tutupu i tali faʻakemikolo. Faatasi ai ma se malamalama lelei i le thermochemistry, e mafai ona tatou mamanuina ni faiga e sili atu ona lelei ma atiina ae ni tekinolosi fou e sili atu ona lelei mo le siosiomaga.
