Entalpia- definicja
Entalpia jest miarą prawdopodobieństwa samorzutnego zajścia reakcji chemicznej. Oznaczana jest literą H. Sens fizykochemiczny entalpii sprowadza się do określenia ciepła reakcji (Q).
\( \Delta H= \Delta U+ \Delta pV\)
Gdzie:
ΔU-zmiana energii wewnętrznej
Δp-zmiana ciśnienia
V-objetość
Dla reakcji przebiegajacych w fazie ciekłej lub stałej ΔpV ~0 dlatego też ΔH~ΔU~Q. Innymi słowy, zmiana entalpi równa jest efektowi cieplnemu reakcji. Rozważając reakcje w fazie stałej należy pamietać, że jeśli nie następuje zmiana liczby moli reakcji to: ΔH~ΔU~Q, czyli zmiana entalpi także równa jest efetowi cieplnemu reakcji.
Dla reakcji egdzoenergetycznych ΔH<0
Dla reakcji endoenergetycznych ΔH>0
Ciepło tworzenia- standardowa entalpia tworzenia to zmiana entalpi, która wynika z tworzenia jednego mola związku z pierwiastków w warunkach standardowych. Wartości standardowych entalpi tworzenia związków zebrane są w specjalnych tablicach chemicznych.
Prawo Hessa jest to prawo wynikające bezpośrednio z pierwszej zasady termodynamiki. Prawo Hessa mówi, że w warunkach izobarycznych efekt energetyczny nie zależy od ilości stanów pośrednich, a jedynie od stanu poczatkowego i końcowego. Prawo to jest wykorzystywane do obliczania ciepła tworzenia związków, w przypadku których zastosowanie metod doświadczalnych byłoby bardzo trudne.
Entalpia- zadania
Oblicz ciepło tworzenia tlenku węgla(II) wiedząc, że w warunkach standardowych ciepło spalania węgla jest równe \( \Delta H^osp1=-394 \frac{kJ}{mol}\), natomiast ciepło spalania tlenku węgla jest równe \( \Delta H^osp2=-283 \frac{kJ}{mol}\)
Zgodnie z prawem Hessa:
Efekt energetyczny przemiany 3 bedzie równy sumie przemiany 1 i 2.
Dlatego ponieważ interesuje nas przemiana 1 możemy zapisać:
ΔH1 = ΔH3 -ΔH2
Natomiast równania termochemiczne można zapisać jako:
\(C + O_2 \rightarrow CO_2 + 394 kJ\)
\(CO + \frac{1}{2} O_2 \rightarrow CO_2 +283 kJ\)
i dodać je zgodnie z prawem Hessa otrzymując:
\(C + O_2-CO- \frac{1}{2} O_2 \rightarrow CO_2-CO_2 -283 kJ+ 394 kJ\)
\(C + \frac{1}{2} O_2 \rightarrow CO + 111 kJ\)
Ponieważ układ traci 111kJ, reakcja jest egzotermiczna, czyli ciepło tworzenia tlenku węgla wynosi -111kJ/mol