- Entalpi standar
- Panas pembentukan
- Perbedaan antara entalpi dan kalor pembentukan
- Persamaan termokimia
- Pertimbangan penting
- Latihan terselesaikan
- -Latihan 1
- Larutan
- -Latihan 2
- Larutan
- Menggunakan kondisi standar untuk mendapatkan persamaan termokimia
- Referensi
The formasi entalpi adalah perubahan entalpi menderita dalam pembentukan satu mol senyawa atau zat dalam kondisi standar. Kondisi tekanan standar dipahami ketika reaksi pembentukan dilakukan pada tekanan atmosfer satu atmosfer dan pada suhu kamar 25 derajat Celcius atau 298,15 Kelvin.
Keadaan normal elemen reaktif dalam reaksi pembentukan mengacu pada keadaan agregasi yang paling umum (padat, cair, atau gas) dari zat ini di bawah kondisi tekanan dan suhu standar.
-
Dalam reaksi pembentukan senyawa, panas dipertukarkan dengan lingkungan. Sumber: pixabay
Keadaan normal juga mengacu pada bentuk alotropik paling stabil dari unsur-unsur reaktif ini dalam kondisi reaksi standar.
Entalpi H adalah fungsi termodinamika yang didefinisikan sebagai energi dalam U ditambah produk tekanan P dan volume V zat yang berperan dalam reaksi kimia pembentukan mol zat:
H = U + P ∙ V
Entalpi memiliki dimensi energi dan dalam pengukuran Sistem Internasional diukur dalam Joule.
Entalpi standar
Simbol untuk entalpi adalah H, tetapi dalam kasus spesifik pembentukannya, ini dilambangkan dengan ΔH0f untuk menunjukkan bahwa ini mengacu pada perubahan yang dialami oleh fungsi termodinamika ini dalam reaksi pembentukan mol senyawa tertentu dalam kondisi standar.
Dalam notasi, superskrip 0 menunjukkan kondisi standar, dan subskrip f menunjukkan pembentukan satu mol zat dimulai dari reaktan dalam keadaan agregasi dan bentuk alotropik paling stabil dari reaktan di bawah kondisi standar.
Panas pembentukan
Hukum pertama menetapkan bahwa pertukaran panas dalam proses termodinamika sama dengan variasi energi internal zat yang terlibat dalam proses ditambah usaha yang dilakukan oleh zat-zat ini dalam proses tersebut:
Q = ΔU + W.
Dalam kasus ini, reaksi dilakukan pada tekanan konstan, khususnya pada tekanan satu atmosfir, sehingga pekerjaan akan menjadi hasil dari tekanan dan perubahan volume.
Kemudian panas pembentukan senyawa tertentu yang akan kita nyatakan dengan Q0f terkait dengan perubahan energi dan volume internal dengan cara berikut:
Q0f = ΔU + P ΔV
Tetapi mengingat definisi entalpi standar, kami memiliki bahwa:
Q0f = ΔH0f
Perbedaan antara entalpi dan kalor pembentukan
Ungkapan ini tidak berarti bahwa kalor formasi dan entalpi formasi adalah sama. Penafsiran yang benar adalah bahwa pertukaran panas selama reaksi pembentukan menyebabkan perubahan entropi zat yang terbentuk relatif terhadap reaktan dalam kondisi standar.
Di sisi lain, karena entalpi adalah fungsi termodinamika yang luas, kalor pembentukan selalu mengacu pada satu mol senyawa yang terbentuk.
Jika reaksi pembentukannya eksoterm, maka entalpi pembentukannya negatif.
Sebaliknya jika reaksi pembentukannya endoterm, maka entalpi pembentukannya bertanda positif.
Persamaan termokimia
Dalam persamaan pembentukan termokimia, tidak hanya reaktan dan produk yang harus ditunjukkan. Pertama-tama, persamaan kimia perlu diseimbangkan sedemikian rupa sehingga jumlah senyawa yang terbentuk selalu 1 mol.
Di sisi lain, keadaan agregasi reaktan dan produk harus ditunjukkan dalam persamaan kimia. Jika perlu, bentuk alotropik yang sama juga harus ditunjukkan, karena panas pembentukan bergantung pada semua faktor ini.
Dalam persamaan pembentukan termokimia, entalpi pembentukan juga harus ditunjukkan.
Mari kita lihat beberapa contoh persamaan termokimia yang dikemukakan dengan baik:
H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (g); ΔH0f = -241,9 kJ / mol
H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (l); ΔH0f = -285,8 kJ / mol
H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (s); ΔH0f = -292.6 kJ / mol
Pertimbangan penting
- Semuanya seimbang berdasarkan pembentukan 1 mol produk.
- Status agregasi reagen dan produk ditunjukkan.
- Entalpi pembentukan ditunjukkan.
Perhatikan bahwa entalpi pembentukan bergantung pada keadaan agregasi produk. Dari ketiga reaksi tersebut, yang paling stabil dalam kondisi standar adalah yang kedua.
Karena yang penting dalam reaksi kimia dan khususnya dalam reaksi pembentukan adalah perubahan entropi dan bukan entropi itu sendiri, disepakati bahwa unsur murni dalam bentuk molekuler dan keadaan agregasi alami dalam kondisi standar memiliki entropi pembentukan. batal.
Berikut beberapa contohnya:
O2 (g); ΔH0f = 0 kJ / mol
Cl2 (g); ΔH0f = 0 kJ / mol
Na (s); ΔH0f = 0 kJ / mol
C (grafit); ΔH0f = 0 kJ / mol
Latihan terselesaikan
-Latihan 1
Mengetahui bahwa untuk pembentukan eten (C2H4) diperlukan kontribusi kalor sebesar 52 kJ untuk setiap mol dan reaktannya adalah hidrogen dan grafit, tulis persamaan termokimia untuk pembentukan etena.
Larutan
Pertama kita menaikkan persamaan kimia dan menyetarakannya berdasarkan satu mol etena.
Kemudian kami memperhitungkan bahwa diperlukan untuk memberikan panas agar reaksi pembentukan berlangsung, yang menunjukkan bahwa ini adalah reaksi endotermik dan oleh karena itu entropi pembentukannya positif.
2 C (grafit padat) + 2 H2 (gas) → C2H4 (gas); ΔH0f = +52 kJ / mol
-Latihan 2
Dalam kondisi standar, hidrogen dan oksigen dicampur dalam wadah 5 liter. Oksigen dan hidrogen bereaksi sepenuhnya tanpa satu pun reaktan untuk membentuk hidrogen peroksida. 38,35 kJ panas dilepaskan ke lingkungan dalam reaksi.
Sebutkan persamaan kimia dan termokimia. Hitung entropi pembentukan hidrogen peroksida.
Larutan
Reaksi pembentukan hidrogen peroksida adalah:
H2 (gas) + O2 (gas) → H2O2 (cair)
Perhatikan bahwa persamaan tersebut sudah seimbang berdasarkan satu mol hasil kali. Artinya, dibutuhkan satu mol hidrogen dan satu mol oksigen untuk menghasilkan satu mol hidrogen peroksida.
Tetapi pernyataan masalahnya memberi tahu kita bahwa hidrogen dan oksigen dicampur dalam wadah 5 liter dalam kondisi standar, jadi kita tahu bahwa masing-masing gas menempati 5 liter.
Menggunakan kondisi standar untuk mendapatkan persamaan termokimia
Sedangkan pada kondisi standar tekanan 1 atm = 1.013 x 10⁵ Pa dan temperatur 25 ° C = 298.15 K.
Dalam kondisi standar, 1 mol gas ideal akan menempati 24,47 L, yang dapat dibuktikan dari perhitungan berikut:
V = (1 mol * 8,3145 J / (mol * K) * 298,15 K) / 1,03 x 10⁵ Pa = 0,02447 m³ = 24,47 L.
Karena 5 L tersedia, maka jumlah mol masing-masing gas ditentukan oleh:
5 liter / 24,47 liter / mol = 0,204 mol masing-masing gas.
Menurut persamaan kimia yang seimbang, 0,204 mol hidrogen peroksida akan terbentuk, melepaskan panas sebesar 38,35 kJ ke lingkungan. Artinya, 38,35 kJ / 0,204 mol = 188 kJ / mol dibutuhkan untuk membentuk satu mol peroksida.
Juga, karena panas dilepaskan ke lingkungan selama reaksi, maka entalpi pembentukannya negatif. Akhirnya menghasilkan persamaan termokimia berikut:
H2 (gas) + O2 (gas) → H2O2 (cair); ΔH0f = -188 kJ / mol
Referensi
- Chestnut E. Entalpi dalam reaksi kimia. Diperoleh dari: lidiaconlaquimica.wordpress.com
- Kimia panas. Entalpi reaksi. Dipulihkan dari: recursostic.educacion.es
- Kimia panas. Definisi entalpi reaksi standar. Dipulihkan dari: quimitube.com
- Kimia panas. Definisi entalpi pembentukan dan contoh. Dipulihkan dari: quimitube.com
- Wikipedia. Entalpi reaksi standar. Diperoleh dari: wikipedia.com
- Wikipedia. Entalpi pembentukan. Diperoleh dari: wikipedia.com