Mari kita bicara tentang apa itu panas pembentukan, dan juga mendefinisikan kondisi yang disebut standar. Untuk memahami masalah ini, kita akan menemukan perbedaan antara zat sederhana dan kompleks. Untuk mengkonsolidasikan konsep "panas pembentukan", pertimbangkan persamaan kimia spesifik.
Entalpi pembentukan standar zat
Dalam reaksi interaksi karbon dengan gas hidrogen, energi 76 kJ dilepaskan. Dalam hal ini, angka ini adalah efek termal dari reaksi kimia. Tapi ini juga panas pembentukan molekul metana dari zat sederhana. "Mengapa?" - Anda bertanya. Ini disebabkan oleh fakta bahwa komponen awalnya adalah karbon dan hidrogen. 76 kJ / mol akan menjadi energi yang oleh ahli kimia disebut "panas pembentukan".
Tabel data
Dalam termokimia, ada banyak tabel yang menunjukkan kalor pembentukan berbagai bahan kimia dari zat sederhana. Misalnya, kalor pembentukan suatu zat yang rumusnya adalah CO2, dalam wujud gasmemiliki indeks 393,5 kJ/mol.
Nilai praktis
Mengapa kita membutuhkan nilai-nilai ini? Panas pembentukan adalah nilai yang digunakan saat menghitung efek panas dari setiap proses kimia. Untuk melakukan perhitungan tersebut, penerapan hukum termokimia akan diperlukan.
Termokimia
Dia adalah hukum dasar yang menjelaskan proses energi yang diamati dalam proses reaksi kimia. Selama interaksi, transformasi kualitatif diamati dalam sistem yang bereaksi. Beberapa zat menghilang, komponen baru muncul sebagai gantinya. Proses semacam itu disertai dengan perubahan dalam sistem energi internal, yang memanifestasikan dirinya dalam bentuk kerja atau panas. Pekerjaan yang terkait dengan ekspansi memiliki indikator minimum untuk transformasi kimia. Panas yang dilepaskan dalam transformasi satu komponen menjadi zat lain bisa besar.
Jika kita mempertimbangkan berbagai transformasi, untuk hampir semua ada penyerapan atau pelepasan sejumlah panas tertentu. Untuk menjelaskan fenomena yang terjadi, dibuat bagian khusus - termokimia.
Hukum Hess
Berkat hukum pertama termodinamika, menjadi mungkin untuk menghitung efek termal tergantung pada kondisi reaksi kimia. Perhitungannya didasarkan pada hukum dasar termokimia, yaitu hukum Hess. Kami memberikan formulasinya: efek termal dari transformasi kimiaterkait dengan sifat, keadaan awal dan akhir materi, tidak terkait dengan cara interaksi dilakukan.
Apa yang mengikuti dari kata-kata ini? Dalam hal memperoleh produk tertentu, tidak perlu hanya menggunakan satu opsi interaksi, dimungkinkan untuk melakukan reaksi dengan berbagai cara. Bagaimanapun, tidak peduli bagaimana Anda mendapatkan zat yang diinginkan, efek termal dari proses akan menjadi nilai yang sama. Untuk menentukannya, perlu untuk menjumlahkan efek termal dari semua transformasi antara. Berkat hukum Hess, menjadi mungkin untuk melakukan perhitungan indikator numerik efek termal, yang tidak mungkin dilakukan dalam kalorimeter. Misalnya, secara kuantitatif panas pembentukan zat karbon monoksida dihitung menurut hukum Hess, tetapi Anda tidak akan dapat menentukannya dengan eksperimen biasa. Itulah mengapa tabel termokimia khusus sangat penting, di mana nilai numerik dimasukkan untuk berbagai zat, ditentukan dalam kondisi standar
Poin penting dalam perhitungan
Mengingat bahwa panas pembentukan adalah efek termal dari reaksi, keadaan agregasi zat yang bersangkutan sangat penting. Misalnya, saat melakukan pengukuran, biasanya mempertimbangkan grafit, bukan intan, sebagai keadaan standar karbon. Tekanan dan suhu juga diperhitungkan, yaitu, kondisi di mana komponen yang bereaksi awalnya berada. Besaran-besaran fisis ini dapat berpengaruh nyata terhadap interaksi, kenaikan atau penurunan nilai energi. Untuk perhitungan dasar,termokimia, biasanya menggunakan indikator tekanan dan suhu tertentu.
Kondisi Standar
Karena panas pembentukan suatu zat adalah penentuan besarnya efek energi dalam kondisi standar, kita akan memisahkannya secara terpisah. Suhu untuk perhitungan dipilih 298 K (25 derajat Celcius), tekanan - 1 atmosfer. Selain itu, hal penting yang perlu diperhatikan adalah fakta bahwa kalor pembentukan zat sederhana adalah nol. Ini logis, karena zat sederhana tidak membentuk dirinya sendiri, yaitu, tidak ada pengeluaran energi untuk pembentukannya.
Elemen termokimia
Bagian kimia modern ini sangat penting, karena di sinilah perhitungan penting dilakukan, hasil spesifik diperoleh yang digunakan dalam rekayasa tenaga termal. Dalam termokimia, terdapat banyak konsep dan istilah yang penting untuk dioperasikan guna memperoleh hasil yang diinginkan. Entalpi (ΔH) menunjukkan bahwa interaksi kimia berlangsung dalam sistem tertutup, tidak ada pengaruh reaksi dari pereaksi lain, tekanan konstan. Klarifikasi ini memungkinkan kita untuk berbicara tentang keakuratan perhitungan yang dilakukan.
Tergantung pada jenis reaksi yang dipertimbangkan, besar dan tanda efek termal yang dihasilkan mungkin berbeda secara signifikan. Jadi, untuk semua transformasi yang melibatkan penguraian satu zat kompleks menjadi beberapa komponen yang lebih sederhana, diasumsikan penyerapan panas. Reaksi penggabungan banyak zat awal menjadi satu, produk yang lebih kompleks disertai dengan:melepaskan sejumlah besar energi.
Kesimpulan
Saat memecahkan masalah termokimia, algoritma tindakan yang sama digunakan. Pertama, menurut tabel, untuk setiap komponen awal, serta untuk produk reaksi, nilai panas pembentukan ditentukan, tidak melupakan keadaan agregasi. Selanjutnya, dipersenjatai dengan hukum Hess, mereka menyusun persamaan untuk menentukan nilai yang diinginkan.
Perhatian khusus harus diberikan untuk memperhitungkan koefisien stereokimia yang ada di depan zat awal atau akhir dalam persamaan tertentu. Jika ada zat sederhana dalam reaksi, maka panas pembentukan standarnya sama dengan nol, yaitu, komponen tersebut tidak mempengaruhi hasil yang diperoleh dalam perhitungan. Mari kita coba menggunakan informasi yang diterima tentang reaksi tertentu. Jika kita mengambil contoh proses pembentukan logam murni dari oksida besi (Fe3+) melalui interaksi dengan grafit, maka dalam buku referensi Anda dapat menemukan nilainya dari panas pembentukan standar. Untuk oksida besi (Fe3+) akan menjadi –822.1 kJ/mol, untuk grafit (zat sederhana) sama dengan nol. Sebagai hasil dari reaksi, karbon monoksida (CO) terbentuk, yang indikator ini memiliki nilai 110,5 kJ / mol, dan untuk besi yang dilepaskan, panas pembentukannya sama dengan nol. Rekaman panas pembentukan standar dari interaksi kimia yang diberikan dicirikan sebagai berikut:
ΔHo298=3× (–110.5) – (–822.1)=–331.5 + 822.1=490.6 kJ.
Menganalisishasil numerik yang diperoleh menurut hukum Hess, kita dapat membuat kesimpulan logis bahwa proses ini adalah transformasi endotermik, yaitu melibatkan pengeluaran energi untuk reaksi reduksi besi dari oksida trivalennya.
