בייַשפּיל פֿראַגן און דיסקוסיע פֿון טערמאָכעמישע גלייכונגען
טערמאָכעמיע איז אַ צווייַג פֿון כעמיע וואָס שטודירט די ענערגיע ענדערונגען וואָס פּאַסירן בעת כעמישע רעאַקציעס, ספּעציעל היץ איבערפֿירונג. טערמאָכעמיע נעמט אַרײַן קאָנצעפּטן ווי ענטהאַלפּיע, ענטראָפּיע, און גיבס פֿרײַע ענערגיע, וואָס ווערן גענוצט צו פֿאָרויסזאָגן די ריכטונג און ספּאָנטאַנעיטעט פֿון רעאַקציעס. אין דעם אַרטיקל וועלן מיר אויספֿאָרשן עטלעכע בײַשפּיל פּראָבלעמען און דיסקוטירן טערמאָכעמישע גלייכונגען.
גרונטלעכע קאנצעפטן פון טערמאכעמיע
איידער מען גייט אריין אין די ביישפיל פראגעס און זייער דיסקוסיע, איז וויכטיג צו וויסן עטלעכע גרונטלעכע קאנצעפטן פון טערמאכעמיע:
1. ענטהאַלפּי (H): ענטהאַלפּי איז אַ פאָרעם פון ענערגיע אין אַ סיסטעם וואָס ווערט געמאָסטן אונטער קאָנסטאַנטע דרוק באדינגונגען. די ענדערונג אין ענטהאַלפּי (ΔH) קען אויסגעדריקט ווערן ווי:
\[ \דעלטאַ H = H_{פּראָדוקט} – H_{רעאַקטאַנט} \]
2. ענדאָטהערמישע און עקזאָטהערמישע רעאַקציעס:
– עקזאָטהערמישע רעאַקציעס זענען רעאַקציעס וואָס לאָזן אַרויס היץ אין דער סביבה (ΔH < 0)). - ענדאָטהערמישע רעאַקציעס זענען רעאַקציעס וואָס אַבזאָרבירן היץ פון דער סביבה (ΔH > 0)).
3. העס'ס געזעץ: העס'ס געזעץ זאגט אז די גאנצע ענטהאלפי ענדערונג פון א כעמישע רעאקציע איז די זעלבע צי די רעאקציע פאסירט אין איין שריט אדער אין עטליכע שריט. מען קען דאס זאגן ווי פאלגנד:
\[ \דעלטאַ H_{טאָטאַל} = \דעלטאַ H_1 + \דעלטאַ H_2 + … + \דעלטאַ H_n \]
בייַשפּיל פֿראַגן און דיסקוסיע
בייַשפּיל קשיא 1: קאַלקולירן ענטהאַלפּי ענדערונג
געגעבן די פאלגענדע רעאקציעס:
\[2H_2(ג) + אָ_2(ג) \rightarrow 2H_2O(l) \]
אויב מען ווייסט אז די ענטהאלפּיע ענדערונג פון פאָרמאַציע (ΔHf) פון וואַסער איז -285.8 kJ/mol. רעכנט אויס די גאַנצע ענטהאלפּיע ענדערונג פֿאַר דער רעאַקציע.
פֿאַרעפֿנטלעכט:
די ענטהאַלפּיע ענדערונג פון אַ רעאַקציע (\( \DeltaH_{רעאַקציע} \)) קען אויסגערעכנט ווערן ניצנדיק די ענטהאַלפּיע ענדערונג פון פאָרמירונג פון די פּראָדוקטן און רעאַקטאַנטן.
עס איז באַקאַנט:
– \[ ΔH_f(H_2O(l)) = -285.8 \text{ kJ/mol} \]
זינט צוויי מאָל וואַסער ווערן געשאפן, איז די גאַנצע ענטהאַלפּיע ענדערונג פון דער רעאַקציע:
[ΔH רעאַקציע = 2(-285.8 קדזש/מאָל)]
[ ΔH רעאַקציע = -571.6 קדזש
אַזוי, די גאַנצע ענטהאַלפּיע ענדערונג פֿאַר דעם רעאַקציע איז -571.6 קדזש. דעם רעאַקציע איז עקזאָטהערמיש ווייַל ΔH איז נעגאַטיוו.
בייַשפּיל קשיא 2: נוצן פון העס'ס געזעץ
געגעבן די פאלגענדע רעאקציעס:
[C(s) + O_2(g) ∫CO_2(g) ∫(2mm) (1)]
[C(s) + 1/2 O_²(g) ≤ CO(g) ≤ 2 מ״מ (2)]
[CO(g) + 1/2 O_²(g) \rightarrow CO_²(g) \hspace{2mm} \text{(3)} \]
עס איז באַקאַנט:
– (דעלטאַ H1 = -393.5 קדזש)
– (דעלטאַ H2 = -110.5 קדזש)
רעכנט אויס די ענטהאלפּי ענדערונג פֿאַר רעאַקציע (3).
פֿאַרעפֿנטלעכט:
ניצט העס'ס געזעץ צו באַשטימען די ענטהאַלפּיע ענדערונג פֿאַר רעאַקציע (3). באַמערקט אַז רעאַקציע (3) קען זיין צוזאַמענגעשטעלט פֿון רעאַקציעס (1) און (2):
רעאַקציע (3): CO(g) + 1/2 O_2(g) \rightarrow CO_2(g) \]
איבערקערן רעאקציע (2) צו ניצן העס'ס געזעץ:
[CO₂(g) C(s) + O₂(g) ≤ 2 מ״מ (איבערגעקערט 1), ΔH = +393.5 קדזש]
[C(s) + 1/2 O_²(g) ≤ CO(g) ≤ 2 מ״מ (2), ΔH = -110.5 קדזש]
איצט לייג צו די רעאקציעס:
[CO₂(g) ≤ C(s) + O₂(g) + ½ O₂(g) ≤ CO(g) + ½ O₂(g)]
[CO₂(g) ∫C(s) + O₂(g) ∫CO(g) + 1/2 O₂(g) ]
לייג צו די ענטהאלפּי ענדערונגען:
[ΔH רעאַקציע = 393.5 – 110.5 קדזש]
[ ΔH רעאַקציע = 283.0 קדזש]
אַלזאָ, פֿאַר דער רעאַקציע ∫(CO(g) + 1/2 O₂(g)∫CO₂(g)∫), איז די ענטהאַלפּיע ענדערונג -283.0 kJ.
בייַשפּיל קשיא 3: קאַלאָרימעטער רעאַקציע
געגעבן 100 מל פון 1.0 M הידראָכלאָריק זויער (HCl) און 100 מל פון 1.0 M נאַטריום הידראָקסייד (NaOH). ווען די צוויי ווערן געמישט אין אַ קאַלאָרימעטער, וואַקסט די טעמפּעראַטור פון 25.0 °C צו 31.0 °C. אויב די היץ קאַפּאַציטעט פון דער וואַסעריקער לייזונג איז 4.18 J/g°C און די געדיכטקייט פון דער לייזונג איז 1.0 g/mL, רעכנט אויס די ענטהאַלפּיע ענדערונג פון נויטראַליזאַציע.
פֿאַרעפֿנטלעכט:
לאנגקאה-לאנגקאה:
1. רעכנט אויס די מאַסע פון דער לייזונג:
גאַנץ באַנד = 100 מל + 100 מל = 200 מל
מאַסע = 200 ג (ווײַל די געדיכטקייט פֿון דער לייזונג איז 1 ג/מל)
2. רעכן אויס די טעמפּעראַטור ענדערונג:
[דעלטאַ ט = 31.0 °C – 25.0 °C = 6.0 °C]
3. רעכנט אויס די ענערגיע וואָס די לייזונג אַבזאָרבירט:
\[ q = m ⋅c ⋅דעלטאַ T \]
[ q = 200 g × 4.18 J/g°C × 6.0 °C]
\[ q = 5016 \text{ J} \]
q = 5.016 kJ
4. רעכן אויס די ענטהאלפּיע ענדערונג:
[ΔH = q_{לייזונג}{מאָל HCl]
באַטראַכטנדיק אַז די מאָלן פון HCl און NaOH זענען די זעלבע:
\[ \text{מאָל HCl} = 1.0 \text{ M} \times 0.100 \text{ L} = 0.100 \text{ מאָל} \]
[ΔH = 5.016 קדזש/0.100 מאָל]
[ΔH = -50.16 קדזש/מאָל]
אזוי, די ענטהאלפּי ענדערונג פֿאַר די נויטראַליזאַציע פון HCl און NaOH איז -50.16 kJ/mol, וואָס ווייַזט אויף אַן עקזאָטהערמישע רעאַקציע.
קעסימפּולאַן
טערמאָכעמיע איז אַ וויכטיקער צווייג פון כעמיע וואָס העלפֿט אונדז פֿאַרשטיין ווי ענערגיע ווערט טראַנספֿאָרמירט און קאָנווערטירט אין כעמישע רעאַקציעס. דורך פֿאַרשטיין גרונטלעכע קאָנצעפּטן ווי ענטהאַלפּיע און העס'ס געזעץ, און קענען זיי אָנווענדן צו פּראַקטישע פּראָבלעמען, קענען מיר פֿאָרויסזאָגן די ענערגיע ענדערונגען וואָס פּאַסירן אין פֿאַרשידענע כעמישע רעאַקציעס. דער אַרטיקל האָט פֿאָרגעשטעלט עטלעכע בייַשפּיל פּראָבלעמען וואָס וועלן האָפֿנטלעך העלפֿן פֿאַרשטאַרקן אייער פֿאַרשטאַנד פֿון טערמאָכעמישע גלייכונגען.
