Mari kita bincangkan tentang apa itu haba pembentukan, dan juga tentukan keadaan yang dipanggil piawai. Untuk memahami isu ini, kita akan mengetahui perbezaan antara bahan mudah dan kompleks. Untuk menyatukan konsep "haba pembentukan", pertimbangkan persamaan kimia tertentu.
Entalpi standard pembentukan bahan
Dalam tindak balas interaksi karbon dengan hidrogen gas, 76 kJ tenaga dibebaskan. Dalam kes ini, angka ini ialah kesan haba tindak balas kimia. Tetapi ini juga haba pembentukan molekul metana daripada bahan mudah. "Kenapa?" - anda bertanya. Ini disebabkan oleh fakta bahawa komponen awal adalah karbon dan hidrogen. 76 kJ / mol akan menjadi tenaga yang dipanggil oleh ahli kimia sebagai "haba pembentukan".
Jadual data
Dalam termokimia, terdapat banyak jadual yang menunjukkan haba pembentukan pelbagai bahan kimia daripada bahan ringkas. Contohnya, haba pembentukan bahan yang formulanya ialah CO2, dalam keadaan gasmempunyai indeks 393.5 kJ/mol.
Nilai praktikal
Mengapa kita memerlukan nilai ini? Haba pembentukan ialah nilai yang digunakan semasa mengira kesan haba sebarang proses kimia. Untuk menjalankan pengiraan sedemikian, penggunaan hukum termokimia akan diperlukan.
Termokimia
Dia adalah undang-undang asas yang menerangkan proses tenaga yang diperhatikan dalam proses tindak balas kimia. Semasa interaksi, transformasi kualitatif diperhatikan dalam sistem tindak balas. Sesetengah bahan hilang, komponen baru muncul sebaliknya. Proses sedemikian disertai dengan perubahan dalam sistem tenaga dalaman, yang menunjukkan dirinya dalam bentuk kerja atau haba. Kerja yang berkaitan dengan pengembangan mempunyai penunjuk minimum untuk transformasi kimia. Haba yang dibebaskan dalam perubahan satu komponen kepada bahan lain boleh menjadi besar.
Jika kita mempertimbangkan pelbagai perubahan, hampir kesemuanya terdapat penyerapan atau pembebasan sejumlah haba. Untuk menerangkan fenomena yang berlaku, bahagian khas telah dicipta - termokimia.
Undang-undang Hess
Terima kasih kepada undang-undang pertama termodinamik, ia menjadi mungkin untuk mengira kesan haba bergantung pada keadaan tindak balas kimia. Pengiraan adalah berdasarkan undang-undang asas termokimia, iaitu hukum Hess. Kami memberikan rumusannya: kesan terma perubahan kimiadikaitkan dengan sifat, keadaan awal dan akhir jirim, ia tidak dikaitkan dengan cara interaksi dijalankan.
Apakah yang berikut daripada perkataan ini? Dalam kes mendapatkan produk tertentu, tidak perlu menggunakan hanya satu pilihan interaksi, adalah mungkin untuk menjalankan tindak balas dalam pelbagai cara. Walau apa pun, tidak kira bagaimana anda memperoleh bahan yang diingini, kesan haba proses itu akan menjadi nilai yang sama. Untuk menentukannya, adalah perlu untuk merumuskan kesan terma semua transformasi perantaraan. Terima kasih kepada undang-undang Hess, ia menjadi mungkin untuk melakukan pengiraan penunjuk berangka kesan haba, yang mustahil untuk dijalankan dalam kalorimeter. Sebagai contoh, secara kuantitatif haba pembentukan bahan karbon monoksida dikira mengikut undang-undang Hess, tetapi anda tidak akan dapat menentukannya dengan eksperimen biasa. Itulah sebabnya jadual termokimia khas sangat penting, di mana nilai berangka dimasukkan untuk pelbagai bahan, ditentukan di bawah keadaan standard
Mata penting dalam pengiraan
Memandangkan haba pembentukan ialah kesan haba tindak balas, keadaan pengagregatan bahan yang dimaksudkan adalah amat penting. Sebagai contoh, apabila membuat pengukuran, adalah kebiasaan untuk mempertimbangkan grafit, bukannya berlian, sebagai keadaan standard karbon. Tekanan dan suhu juga diambil kira, iaitu keadaan di mana komponen yang bertindak balas pada mulanya terletak. Kuantiti fizik ini boleh memberi kesan yang ketara ke atas interaksi, menambah atau mengurangkan nilai tenaga. Untuk pengiraan asas,termokimia, adalah kebiasaan untuk menggunakan penunjuk tekanan dan suhu tertentu.
Syarat Standard
Memandangkan haba pembentukan bahan ialah penentuan magnitud kesan tenaga di bawah keadaan standard, kami akan memilihnya secara berasingan. Suhu untuk pengiraan dipilih 298 K (25 darjah Celsius), tekanan - 1 atmosfera. Di samping itu, perkara penting yang patut diberi perhatian ialah hakikat bahawa haba pembentukan untuk sebarang bahan mudah adalah sifar. Ini adalah logik, kerana bahan mudah tidak membentuk sendiri, iaitu, tiada perbelanjaan tenaga untuk pembentukannya.
Unsur termokimia
Bahagian kimia moden ini amat penting, kerana di sinilah pengiraan penting dijalankan, keputusan khusus diperoleh yang digunakan dalam kejuruteraan kuasa haba. Dalam termokimia, terdapat banyak konsep dan istilah yang penting untuk dikendalikan bagi mendapatkan hasil yang diinginkan. Entalpi (ΔH) menunjukkan bahawa interaksi kimia berlaku dalam sistem tertutup, tidak ada pengaruh ke atas tindak balas daripada reagen lain, tekanan adalah malar. Penjelasan ini membolehkan kita bercakap tentang ketepatan pengiraan yang dilakukan.
Bergantung pada jenis tindak balas yang dipertimbangkan, magnitud dan tanda kesan haba yang terhasil mungkin berbeza dengan ketara. Jadi, untuk semua transformasi yang melibatkan penguraian satu bahan kompleks kepada beberapa komponen yang lebih mudah, penyerapan haba diandaikan. Reaksi menggabungkan banyak bahan permulaan menjadi satu produk yang lebih kompleks disertai denganmembebaskan sejumlah besar tenaga.
Kesimpulan
Apabila menyelesaikan sebarang masalah termokimia, algoritma tindakan yang sama digunakan. Pertama, mengikut jadual, untuk setiap komponen awal, serta untuk produk tindak balas, nilai haba pembentukan ditentukan, tidak melupakan keadaan pengagregatan. Selanjutnya, berbekalkan undang-undang Hess, mereka menyusun persamaan untuk menentukan nilai yang diingini.
Perhatian khusus perlu diberikan untuk mengambil kira pekali stereokimia yang wujud di hadapan bahan awal atau akhir dalam persamaan tertentu. Sekiranya terdapat bahan mudah dalam tindak balas, maka haba pembentukan piawai mereka adalah sama dengan sifar, iaitu, komponen tersebut tidak menjejaskan hasil yang diperoleh dalam pengiraan. Mari cuba gunakan maklumat yang diterima mengenai tindak balas tertentu. Jika kita mengambil sebagai contoh proses pembentukan logam tulen daripada oksida besi (Fe3+) melalui interaksi dengan grafit, maka dalam buku rujukan anda boleh mencari nilai-nilai daripada haba pembentukan piawai. Untuk oksida besi (Fe3+) ia akan menjadi –822.1 kJ/mol, untuk grafit (bahan ringkas) ia adalah sama dengan sifar. Hasil daripada tindak balas, karbon monoksida (CO) terbentuk, yang mana penunjuk ini mempunyai nilai 110.5 kJ / mol, dan untuk besi yang dilepaskan, haba pembentukan sepadan dengan sifar. Rekod haba piawai pembentukan interaksi kimia tertentu dicirikan seperti berikut:
ΔHo298=3× (–110.5) – (–822.1)=–331.5 + 822.1=490.6 kJ.
Menganalisishasil berangka yang diperolehi mengikut undang-undang Hess, kita boleh membuat kesimpulan logik bahawa proses ini adalah penjelmaan endotermik, iaitu, ia melibatkan perbelanjaan tenaga untuk tindak balas pengurangan besi daripada trivalen oksidanya.
