Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè Ìjíròrò Thermochemistry
Pendahuluan
Thermochemistry jẹ́ ẹ̀ka kemistri kan tí ó ń ṣe àgbéyẹ̀wò ìbáṣepọ̀ láàárín àwọn ìṣesí kẹ́míkà àti àwọn ìyípadà agbára, pàápàá jùlọ ní ìrísí ooru. Ó jẹ́ kókó pàtàkì nínú kemistri ti ara nítorí ó ń ràn wá lọ́wọ́ láti lóye bí a ṣe ń gbé agbára àti bí a ṣe ń yípadà nígbà àwọn ìṣesí kẹ́míkà. Nínú àpilẹ̀kọ yìí, a ó jíròrò ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ìṣòro àpẹẹrẹ thermochemistry láti ran àwọn èrò wọ̀nyí lọ́wọ́ láti ṣàlàyé.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 1: Ìyípadà nínú Enthalpy ti Combustion
Ìbéèrè:
Ẹ́ńtíìpù ìjóná (ΔHc) ti ethanol (C2H5OH) jẹ́ -1367 kJ/mol. Pinnu iye agbara ti a n tu silẹ nigbati moles ethanol meji ba jo patapata!
Ìjíròrò:
Ìyípadà enthalpy ti ìjóná (ΔHc) ni agbára tí a tú jáde nígbà tí moolu kan nínú ohun kan bá jóná pátápátá nínú atẹ́gùn. Fún ethanol, ΔHc = -1367 kJ/mol.
Tí wọ́n bá jóná mọ́l ethanol méjì, iye agbára tí wọ́n ń tú jáde ni:
\[ \text{Ìtújáde Agbára} = 2 \, \text{mol} \times (-1367 \, \text{kJ/mol}) \]
\[ \text{Agbara Ìtújáde} = -2734 \, \text{kJ} \]
Nítorí náà, nígbà tí moles ethanol méjì bá jóná pátápátá, agbára tí a tú jáde jẹ́ -2734 kJ.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 2: Ṣíṣírò Enthalpy Ìdáhùn láti Ìṣẹ̀dá Dáta Enthalpy
Ìbéèrè:
Lo enthalpy boṣewa ti data agbekalẹ wọnyi lati ṣe iṣiro enthalpy iṣeda ti dida ti omi oru:
– \(\Delta H_{\text{f}}^{\circ}(\text{H}_2(g)) = 0 \, \text{kJ/mol}\)
– \(\Delta H_{\text{f}}^{\circ}(\text{O}_2(g)) = 0 \, \text{kJ/mol}\)
– \(\Delta H_{\text{f}}^{\circ}(\text{H}_2\text{O}(g)) = -241.8 \, \text{kJ/mol}\)
Ìṣesí:
\[ \text{H}_2(g) + \frac{1}{2}\text{O}_2(g) \rightarrow \text{H}_2\text{O}(g) \]
Ìjíròrò:
A le ṣe iṣiro enthalpy reaction (\(\Delta H_{\text{rxn}}\)) nipa lilo enthalpy boṣewa ti formation (\(\Delta H_{\text{f}}^{\circ}\)) pẹlu agbekalẹ naa:
\[ \Delta H_{\text{rxn}} = \Sigma \Delta H_{\text{f}}^{\circ} \text{product} – \Sigma \Delta H_{\text{f}}^{\circ} \text{reactants} \]
Fún ìṣesí yìí:
\[ \Delta H_{\text{rxn}} = \Delta H_{\text{f}}^{\circ}(\text{H}_2\text{O}(g)) – \left[ \Delta H_{\text{f}}^{\circ}(\text{H}_2(g)) + \frac{1}{2} \Delta H_{\text{f}}^{\circ}(\text{O}_2(g)) \right] \]
Tẹ enthalpy ti iye idasi:
\[ \Delta H_{\text{rxn}} = -241.8 \, \text{kJ/mol} – \left[ 0 + \frac{1}{2} \times 0 \right] \]
\[ \Delta H_{\text{rxn}} = -241.8 \, \text{kJ/mol} \]
Nítorí náà, ìṣesí enthalpy fún ìṣẹ̀dá omi ìgbẹ́ jẹ́ -241.8 kJ/mol.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 3: Òfin Hess
Ìbéèrè:
Pinnu iyipada enthalpy (\(\Delta H\)) fun iṣe wọnyi:
\[ \text{C(s)} + \frac{1}{2}\text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO(g)} \]
Lo data wọnyi:
1. \(\text{C(s)} + \text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO}_2(g) \, \Delta H = -393.5 \, \text{kJ}\)
2. \(\text{CO(g)} + \frac{1}{2}\text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO}_2(g) \, \Delta H = -283.0 \, \text{kJ}\)
Ìjíròrò:
Lo Òfin Hess tí ó sọ pé tí a bá lè sọ ìhùwàsí kẹ́míkà gẹ́gẹ́ bí àròpọ̀ àwọn ìhùwàsí míràn, nígbà náà ìyípadà enthalpy ti ìhùwàsí gbogbogbò ni àròpọ̀ àwọn ìyípadà enthalpy ti àwọn ìhùwàsí wọ̀nyẹn.
Igbesẹ 1: Kọ iṣe naa ti o nilo lati yi pada tabi yipada lati baamu iṣe naa:
– Ìdáhùn (1): \(\text{C(s)} + \text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO}_2(g) \, \Delta H = -393.5 \, \text{kJ}\)
– Ìdáhùn (2): \(\text{CO(g)} + \frac{1}{2}\text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO}_2(g) \, \Delta H = -283.0 \, \text{kJ}\)
Igbesẹ 2: Yi idahun pada (2) ki o si yi ami ti \(\Delta H\) pada:
\[ \text{CO}_2(g) \rightarrow \text{CO(g)} + \frac{1}{2}\text{O}_2(g) \, \Delta H = 283.0 \, \text{kJ} \]
Igbesẹ 3: Fi idahun (1) ati idahun ti o yi pada (2) kun:
\[ \text{C(s)} + \text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO}_2(g) \, \Delta H = -393.5 \, \text{kJ} \]
\[ \text{CO}_2(g) \rightarrow \text{CO(g)} + \frac{1}{2}\text{O}_2(g) \, \Delta H = 283.0 \, \text{kJ} \]
Igbese 4: Fi awọn iṣe meji kun:
\[ \text{C(s)} + \text{O}_2(g) + \text{CO}_2(g) \rightarrow \text{CO}_2(g) + \text{CO(g)} + \frac{1}{2}\text{O}_2(g) \]
Ìrọrùn náà yọrí sí:
\[ \text{C(s)} + \frac{1}{2} \text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO(g)} \]
Àpapọ̀ ìyípadà enthalpy (\(\Delta H\)):
\[ \Delta H = -393.5 \, \text{kJ} + 283.0 \, \text{kJ} = -110.5 \, \text{kJ} \]
Nítorí náà, ìyípadà enthalpy fún ìṣesí náà jẹ́ -110.5 kJ.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 4: Ìwọ̀n Agbára
Ìbéèrè:
Nínú ìwádìí kalori, a máa ń gbóná 50 g omi (c = 4.18 J/g°C) láti 25°C sí 75°C. Ṣírò iye ooru (q) tí a nílò.
Ìjíròrò:
A le ṣe iṣiro iye ooru (q) ti a nilo lati gbona omi nipa lilo agbekalẹ naa:
\[ q = m \cdot c \cdot \Delta T \]
– m = ìwọ̀n omi = 50 g
– c = agbara ooru kan pato = 4.18 J/g°C
– \(\Delta T = \) ìyípadà nínú iwọ̀n otutu \( = 75°C – 25°C = 50°C \)
\[ q = 50 \, \text{g} \times 4.18 \, \text{J/g°C} \times 50°C \]
\[ q = 10450 \, \ọ̀rọ̀{J} \]
Nítorí náà, iye ooru tí a nílò láti mú omi 50 g gbóná láti 25°C sí 75°C jẹ́ 10450 J.
Penutup
Ìjíròrò nípa àwọn àpẹẹrẹ ìṣòro tó wà lókè yìí fún wa ní àlàyé kíkún nípa bí a ṣe lè lo àwọn èrò thermochemical láti yanjú onírúurú ìṣòro tó ní í ṣe pẹ̀lú àwọn ìṣesí kẹ́míkà àti àwọn ìyípadà agbára. Thermochemistry ṣe pàtàkì ní onírúurú ẹ̀ka, títí kan iṣẹ́ ajé, agbára, àti ìwádìí sáyẹ́ǹsì, nítorí ó jẹ́ kí a lóye àti ṣàkóso àwọn ìyípadà agbára tó ń ṣẹlẹ̀ nínú àwọn ìṣesí kẹ́míkà. Pẹ̀lú òye tó dára nípa thermochemistry, a lè ṣe àgbékalẹ̀ àwọn iṣẹ́ tó gbéṣẹ́ jù àti láti ṣe àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ tuntun tó dára jù fún àyíká.
