APAKAH ENTALPI PEMBENTUKAN? (DENGAN LATIHAN) - FIZIKAL - 2026

The pembentukan entalpi ialah perubahan entalpi yang dialami dalam pembentukan satu mol sebatian atau bahan di bawah keadaan piawai. Dengan keadaan tekanan standard difahami ketika reaksi pembentukan dilakukan pada tekanan atmosfera satu atmosfera dan pada suhu bilik 25 darjah Celsius atau 298,15 Kelvin.

Keadaan normal unsur reaktif dalam tindak balas pembentukan merujuk kepada keadaan pengagregatan yang paling biasa (pepejal, cair, atau gas) bahan-bahan tersebut dalam keadaan tekanan dan suhu standard.

Dalam reaksi pembentukan sebatian, haba ditukar dengan persekitaran. Sumber: pixabay

Keadaan normal juga merujuk kepada bentuk alotropik unsur reaktif yang paling stabil dalam keadaan tindak balas standard.

Entalpi H adalah fungsi termodinamik yang didefinisikan sebagai tenaga dalaman U ditambah produk tekanan P dan isipadu V zat yang mengambil bahagian dalam reaksi kimia pembentukan mol zat:

H = U + P ∙ V

Enthalpy mempunyai dimensi tenaga dan dalam Sistem pengukuran antarabangsa ia diukur dalam Joules.

Entalpi standard

Simbol entalpi adalah H, tetapi dalam kes tertentu entalpi pembentukannya dilambangkan oleh ΔH0f untuk menunjukkan bahawa ia merujuk kepada perubahan yang dialami oleh fungsi termodinamik ini dalam reaksi pembentukan tahi lalat sebatian tertentu dalam keadaan standard.

Dalam notasi, superskrip 0 menunjukkan keadaan standard, dan subskrip f menunjukkan pembentukan satu mol bahan bermula dari reaktan dalam keadaan agregasi dan bentuk alotropik reaktan yang paling stabil dalam keadaan standard.

Panas pembentukan

Undang-undang pertama menetapkan bahawa panas yang ditukar dalam proses termodinamik sama dengan variasi tenaga dalaman zat-zat yang terlibat dalam proses ditambah dengan kerja yang dilakukan oleh bahan-bahan ini dalam proses:

Q = ΔU + W

Dalam kes ini, reaksi dilakukan pada tekanan yang berterusan, khususnya pada tekanan satu atmosfer, sehingga pekerjaan akan menjadi hasil tekanan dan perubahan volume.

Kemudian panas pembentukan sebatian tertentu yang akan kita tunjukkan oleh Q0f berkaitan dengan perubahan tenaga dan isipadu dalaman dengan cara berikut:

Q0f = ΔU + P ΔV

Tetapi mengingat definisi entalpi standard kita mempunyai bahawa:

Q0f = ΔH0f

Perbezaan antara entalpi dan haba pembentukan

Ungkapan ini tidak bermaksud bahawa panas pembentukan dan entalpi pembentukan adalah sama. Tafsiran yang betul adalah bahawa haba yang ditukar semasa reaksi pembentukan menyebabkan perubahan pada entropi bahan yang terbentuk berbanding dengan reaktan dalam keadaan standard.

Sebaliknya, kerana entalpi adalah fungsi termodinamik yang luas, haba pembentukan selalu merujuk kepada satu mol sebatian yang terbentuk.

Sekiranya reaksi pembentukan adalah eksotermik, maka entalpi pembentukan adalah negatif.

Sebaliknya, jika reaksi pembentukan adalah endotermik, maka entalpi pembentukan adalah positif.

Persamaan termokimia

Dalam persamaan pembentukan termokimia, bukan sahaja reaktan dan produk mesti ditunjukkan. Pertama-tama adalah perlu bahawa persamaan kimia seimbang sedemikian rupa sehingga jumlah sebatian yang terbentuk selalu 1 mol.

Sebaliknya, keadaan agregat reaktan dan produk mesti ditunjukkan dalam persamaan kimia. Sekiranya perlu, bentuk alotropik yang sama juga mesti ditunjukkan, kerana panas pembentukan bergantung pada semua faktor ini.

Dalam persamaan pembentukan termokimia, entalpi pembentukan juga mesti ditunjukkan.

Mari kita lihat beberapa contoh persamaan termokimia berpose 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

- Semua seimbang berdasarkan pembentukan 1 mol produk.

- Keadaan agregat reagen dan produk ditunjukkan.

- Entalpi pembentukan ditunjukkan.

Perhatikan bahawa entalpi pembentukan bergantung pada keadaan agregat produk. Dari ketiga tindak balas tersebut, yang paling stabil dalam keadaan standard adalah yang kedua.

Oleh kerana yang penting dalam reaksi kimia dan khususnya dalam reaksi pembentukan adalah perubahan entropi dan bukan entropi itu sendiri, maka disepakati bahawa unsur-unsur murni dalam bentuk molekulnya dan keadaan pengagregatan semula jadi dalam keadaan standard mempunyai entropi pembentukan batal

Berikut adalah beberapa contoh:

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 yang diselesaikan

-Latihan 1

Mengetahui bahawa untuk pembentukan etena (C2H4) perlu menyumbang 52 kJ haba untuk setiap mol dan bahawa reaktannya adalah hidrogen dan grafit, tuliskan persamaan termokimia untuk pembentukan etena.

Penyelesaian

Mula-mula kita menaikkan persamaan kimia dan mengimbangkannya berdasarkan satu mol etena.

Kemudian kita mengambil kira bahawa diperlukan untuk memberikan haba agar reaksi pembentukan berlaku, yang menunjukkan bahawa ia adalah reaksi endotermik dan oleh itu entropi pembentukannya positif.

2 C (grafit pepejal) + 2 H2 (gas) → C2H4 (gas); ΔH0f = +52 kJ / mol

-Latihan 2

Dalam keadaan standard, hidrogen dan oksigen dicampurkan dalam bekas 5 liter. Oksigen dan hidrogen bertindak balas sepenuhnya tanpa reaktan untuk membentuk hidrogen peroksida. 38.35 kJ haba dilepaskan ke persekitaran dalam tindak balas.

Nyatakan persamaan kimia dan termokimia. Hitung entropi pembentukan hidrogen peroksida.

Penyelesaian

Tindak balas pembentukan hidrogen peroksida adalah:

H2 (gas) + O2 (gas) → H2O2 (cecair)

Perhatikan bahawa persamaannya sudah seimbang berdasarkan satu mol produk. Ia memerlukan satu mol hidrogen dan satu mol oksigen untuk menghasilkan satu mol hidrogen peroksida.

Tetapi pernyataan masalah memberitahu kita bahawa hidrogen dan oksigen dicampurkan dalam bekas 5 liter dalam keadaan standard, jadi kita tahu bahawa setiap gas menempati 5 liter.

Menggunakan keadaan standard untuk mendapatkan persamaan termokimia

Sebaliknya, dengan keadaan standard tekanan 1 atm = 1,013 x 10⁵ Pa dan suhu 25 ° C = 298,15 K.

Dalam keadaan standard 1 mol gas ideal akan menempati 24,47 L, seperti yang dapat disahkan dari pengiraan berikut:

V = (1 mol * 8.3145 J / (mol * K) * 298.15 K) / 1.03 x 10⁵ Pa = 0.02447 m³ = 24.47 L

Oleh kerana 5 L tersedia, maka bilangan mol setiap gas diberikan oleh:

5 liter / 24.47 liter / mol = 0.204 mol setiap gas.

Menurut persamaan kimia yang seimbang, 0.204 mol hidrogen peroksida akan terbentuk, melepaskan 38.35 kJ haba ke persekitaran. Maksudnya, 38.35 kJ / 0.204 mol = 188 kJ / mol diperlukan untuk membentuk satu mol peroksida.

Juga, kerana panas dilepaskan ke lingkungan selama reaksi, maka entalpi pembentukan adalah negatif. Akhirnya menghasilkan persamaan termokimia berikut:

H2 (gas) + O2 (gas) → H2O2 (cecair); ΔH0f = -188 kJ / mol

Rujukan

1. Chestnuts E. Enthalpy dalam tindak balas kimia. Dipulihkan dari: lidiaconlaquimica.wordpress.com
2. Termokimia. Enthalpy tindak balas. Dipulihkan dari: recursostic.educacion.es
3. Termokimia. Definisi entalpi tindak balas piawai. Dipulihkan dari: quimitube.com
4. Termokimia. Definisi entalpi pembentukan dan contoh. Dipulihkan dari: quimitube.com
5. Wikipedia. Entalpi tindak balas piawai. Dipulihkan dari: wikipedia.com
6. Wikipedia. Entalpi pembentukan. Dipulihkan dari: wikipedia.com