Περιεχόμενο

• Για να πας
• Συμβουλές

Κάθε φορά που αναμιγνύετε χημικά συστατικά, είτε στην κουζίνα είτε σε χημικό εργαστήριο, δημιουργείτε νέες ουσίες, τις οποίες ονομάζουμε «προϊόντα». Κατά τη διάρκεια αυτών των χημικών αντιδράσεων, η θερμότητα μπορεί να απορροφηθεί από ή να παραδοθεί στο περιβάλλον. Η ανταλλαγή θερμότητας κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης με το περιβάλλον είναι γνωστή ως η ενθαλπία μιας αντίδρασης, γραμμένη ως ΔH. Για να βρείτε το ΔH, διαβάστε το ακόλουθο άρθρο.

Για να πας

1. Προετοιμάστε τα αντιδραστήρια για τη χημική αντίδραση. Για να μετρήσετε σωστά την ενθαλπία μιας αντίδρασης, θα πρέπει πρώτα να έχετε τη σωστή ποσότητα κάθε αντιδραστηρίου.
   • Ας υποθέσουμε, για παράδειγμα, ότι θέλετε να βρείτε την ενθαλπία της αντίδρασης στην οποία το νερό σχηματίζεται από υδρογόνο και οξυγόνο: 2H2 (Υδρογόνο) + O2 (Οξυγόνο) → 2H2O (Νερό). Για τους σκοπούς αυτού του παραδείγματος, ας υποθέσουμε ότι έχουμε 2 γραμμομόρια υδρογόνου και 1 γραμμομόριο οξυγόνου.
2. Καθαρίστε το δοχείο αντίδρασης. Για να βεβαιωθείτε ότι η αντίδραση λαμβάνει χώρα χωρίς μόλυνση, καθαρίστε το δοχείο αντίδρασης (συνήθως ένα θερμιδόμετρο) που θέλετε να χρησιμοποιήσετε.
3. Τοποθετήστε ένα αναδευτήρα και θερμόμετρο στο δοχείο αντίδρασης. Προετοιμάστε το μείγμα όπως απαιτείται και μετρήστε τη θερμοκρασία τους κρατώντας το αναδευτήρα και το θερμόμετρο στο θερμιδόμετρο.
4. Ρίξτε τα αντιδραστήρια στο δοχείο αντίδρασης. Μόλις όλα προετοιμαστούν σωστά, μπορείτε να βάλετε τα αντιδραστήρια στο θερμιδόμετρο. Στη συνέχεια, κλείστε το αμέσως.
5. Μετρήστε τη θερμοκρασία. Χρησιμοποιώντας το θερμόμετρο που τοποθετήσατε στο θερμιδόμετρο, καταγράψτε αμέσως τη θερμοκρασία μετά την προσθήκη των αντιδρώντων.
   • Στο παραπάνω παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι βάζετε υδρογόνο και οξυγόνο στο θερμιδόμετρο, το απενεργοποιείτε και σημειώσατε μια θερμοκρασία (T1) 150K (η οποία είναι πολύ χαμηλή).
6. Συνεχίστε με την απάντηση. Δώστε λίγο χρόνο στις ουσίες για να αντιδράσετε, ανακατέψτε εάν είναι απαραίτητο για να την επιταχύνετε ακριβώς.
7. Μετρήστε ξανά τη θερμοκρασία. Όταν ολοκληρωθεί η αντίδραση, καταγράψτε ξανά τη θερμοκρασία.
   • Ας υποθέσουμε ότι στο παράδειγμα η δεύτερη θερμοκρασία είναι (T2) ή 95K.
8. Υπολογίστε τη διαφορά θερμοκρασίας T1 και T. Σημειώνετε τη διαφορά ως ΔT.
   • Στο παράδειγμα υπολογίζετε το ΔT ως εξής:
     ΔT = T2 - T1 = 95K - 185K = -90K
9. Προσδιορίστε τη συνολική μάζα των αντιδρώντων. Εάν θέλετε να υπολογίσετε τη συνολική μάζα των αντιδραστηρίων, χρειάζεστε τη μοριακή μάζα των συστατικών σας. Η μοριακή μάζα είναι μια σταθερά. μπορείτε να τα βρείτε σε τυπικούς περιοδικούς πίνακες ή άλλους πίνακες χημείας.
   • Στο παραπάνω παράδειγμα, χρησιμοποιείτε υδρογόνο και οξυγόνο, τα οποία έχουν γραμμομοριακές μάζες 2g και 32g αντίστοιχα. Εφόσον έχετε 2 γραμμομόρια υδρογόνου και έχετε χρησιμοποιήσει 1 γραμμομόριο οξυγόνου, μπορείτε να υπολογίσετε τη συνολική μάζα των αντιδρώντων ως εξής:
     2x (2g) + 1x (32g) = 4g + 32g = 36g
10. Υπολογίστε την ενθαλπία της αντίδρασης. Μόλις το κάνετε αυτό, μπορείτε να προσδιορίσετε την ενθαλπία της αντίδρασης. Ο τύπος μοιάζει με αυτό: ΔH = (m) x (s) x (ΔT)
    • Στον τύπο, m είναι η συνολική μάζα των αντιδρώντων. s είναι η ειδική θερμότητα, η οποία είναι επίσης σταθερή για κάθε στοιχείο ή σύνθετο υλικό.
    • Στο παραπάνω παράδειγμα, το τελικό προϊόν είναι νερό, με ειδική θερμότητα 4,2 JK-1 g-1. Η ενθαλπία της αντίδρασης μπορεί επομένως να υπολογιστεί ως εξής:
      ΔH = (36g) x (4,2 JK-1 g-1) x (-90K) = -13608 J
11. Σημειώστε το αποτέλεσμα. Εάν το σημάδι της απάντησής σας είναι αρνητικό, η αντίδραση είναι εξώθερμη: η θερμότητα χάνεται στο περιβάλλον. Εάν το σύμβολο της απάντησης είναι θετικό, τότε η αντίδραση είναι ενδοθερμική: η θερμότητα απορροφάται από το περιβάλλον.
    • Στο παραπάνω παράδειγμα, η τελευταία απάντηση είναι -13608 J. Έτσι είναι μια εξώθερμη αντίδραση που χρησιμοποιεί σημαντική ποσότητα ενέργειας.

Συμβουλές

• Αυτοί οι υπολογισμοί γίνονται σε Kelvin (K) - μια κλίμακα για τη μέτρηση της θερμοκρασίας όπως και ο Κελσίου. Αν θέλετε να μετατρέψετε τον Κέλβιν σε Κελσίου, απλώς προσθέστε 273 βαθμούς: K = C + 273.