Зміст

• Крок
• Поради

Щоразу, коли ви змішуєте хімічні компоненти, будь то на кухні чи в хімічній лабораторії, ви створюєте нові речовини, що ми називаємо продуктами. Під час цих хімічних реакцій тепло може поглинатися або віддаватися в навколишнє середовище. Обмін теплом під час хімічної реакції з навколишнім середовищем відомий як ентальпія реакції, записана як ∆H. Щоб знайти ∆H, прочитайте наступну статтю.

Крок

1. Підготувати реагенти до хімічної реакції. Для того, щоб правильно виміряти ентальпію реакції, спочатку потрібно мати правильну кількість кожного реагенту.
   • Припустимо, як приклад, що ви хочете знайти ентальпію реакції, в якій вода утворюється з водню та кисню: 2H2 (Гідроген) + O2 (Кисень) → 2H2O (Вода). Для цілей цього прикладу припустимо, що у нас є 2 моля водню і 1 моля кисню.
2. Очистіть реакційний посудину. Щоб переконатися, що реакція протікає без забруднення, очистіть реакційний посудину (зазвичай калориметр), який ви хочете використовувати.
3. Помістіть мішалку та термометр у реакційний посудину. Приготуйте суміш за необхідності та виміряйте їх температуру, тримаючи мішалку і термометр у калориметрі.
4. Налийте реагенти в реакційний посудину. Як тільки все буде належним чином підготовлено, ви зможете помістити реактиви в калориметр. Потім негайно закрийте його.
5. Виміряйте температуру. За допомогою термометра, який ви помістили в калориметр, відразу реєструйте температуру після додавання реагентів.
   • У наведеному вище прикладі, припустимо, ви поклали водень та кисень у калориметр, вимкнули його та відзначили температуру (Т1) 150 К (що є дуже низькою).
6. Продовжуйте відповідь. Дайте речовинам трохи часу для реакції, при необхідності перемішайте, щоб точно прискорити.
7. Знову виміряйте температуру. Коли реакція завершиться, знову зафіксуйте температуру.
   • Припустимо, у прикладі друга температура дорівнює (Т2) або 95К.
8. Обчисліть різницю в температурі Т1 і Т. Ви відзначаєте різницю як ∆T.
   • У прикладі ви розраховуєте ∆T таким чином:
     ∆T = T2 - T1 = 95K - 185K = -90K
9. Визначте загальну масу реагентів. Якщо ви хочете розрахувати загальну масу реагентів, вам потрібна молярна маса ваших компонентів. Молярна маса - постійна; Ви можете знайти їх у стандартних періодичних таблицях або інших таблицях хімії.
   • У наведеному вище прикладі ви використовуєте водень та кисень, які мають молярні маси 2g та 32g відповідно. Оскільки у вас є 2 молі водню і використано 1 моль кисню, ви можете розрахувати загальну масу реагентів наступним чином:
     2x (2g) + 1x (32g) = 4g + 32g = 36g
10. Обчисліть ентальпію реакції. Після цього ви можете визначити ентальпію реакції. Формула виглядає так: ∆H = (m) x (s) x (∆T)
    • У формулі m - загальна маса реагентів; s - питома теплоємність, яка також є постійною для кожного елемента або складного матеріалу.
    • У наведеному вище прикладі кінцевим продуктом є вода, питома теплоємність якої становить 4,2 JK-1 г-1. Тому ентальпію реакції можна розрахувати наступним чином:
      ∆H = (36g) x (4,2 JK-1 g-1) x (-90K) = -13608 J
11. Запишіть результат. Якщо знак вашої відповіді негативний, реакція екзотермічна: тепло втрачається в навколишнє середовище. Якщо знак відповіді позитивний, то реакція ендотермічна: тепло поглинається з навколишнього середовища.
    • У наведеному вище прикладі остання відповідь -13608 Дж. Отже, це екзотермічна реакція, яка використовує значну кількість енергії.

Поради

• Ці розрахунки зроблені за Кельвіном (K) - шкалою для вимірювання температури, точно так само, як за Цельсієм. Якщо ви хочете перетворити Кельвіна в Цельсій, просто додайте 273 градуси: K = C + 273.