Nella scienza termica il sistema è un oggetto di studio che si distingue dalle altre parti circostanti. Ad esempio, possiamo considerare la soluzione di idrossido di sodio dell'acido cloridrico e le reazioni che si verificano come un sistema di reazione, abbreviato anche come sistema.

Altre parti che interagiscono con il sistema, come la provetta contenente la soluzione e l'aria esterna alla soluzione, sono considerate ambiente.

Il calore si riferisce all'energia trasferita o scambiata tra il sistema e l'ambiente a causa delle differenze di temperatura

Molti calori di reazione possono essere misurati direttamente con un calorimetro

Prima e dopo la reazione, se la temperatura dell'ambiente non cambia, il calore rilasciato aumenterà la temperatura del sistema. A questo punto, il calore di reazione può essere calcolato in base alla variazione di temperatura misurata del sistema e dello specifico capacità termica e massa delle sostanze rilevanti.

Metodo: calorimetro

Principio: Q=mCΔt

Versare rapidamente la soluzione

Se c'è un leggero eccesso di alcali o acidi, generalmente vengono utilizzati gli alcali

La temperatura più alta della reazione è la temperatura del sistema di reazione

L'uso di coperchi per tazze termoisolanti, ecc. serve a ridurre la perdita di calore e gli errori sperimentali.

Utilizzare lo stesso termometro per evitare errori dello strumento

Si noti che dopo aver misurato una soluzione, è necessario sciacquarla con acqua e asciugarla con carta da filtro.

Utilizzare diversi cilindri di misurazione per misurare separatamente soluzioni acide e alcaline

Muoversi rapidamente durante il funzionamento per ridurre al minimo la perdita di calore

Per garantire la completa neutralizzazione dell'acido cloridrico, viene utilizzato un leggero eccesso di soluzione di idrossido di sodio

Leggere correttamente il volume e la temperatura e, quando si calcola la media di più esperimenti, se c'è una deviazione evidente in un determinato gruppo di laboratori, è necessario scartarla direttamente.

Sperimenta più volte, scarta quelle irragionevoli e fai la media

Migliorare la precisione della misurazione

termometro

Strato isolante del guscio interno della canna

agitatore di vetro

Il valore calorico misurato con una soluzione concentrata di acido forte o alcali forti è troppo alto.

Misurare la soluzione guardando il cilindro graduato, il risultato rimane invariato

Gli acidi deboli e le basi deboli hanno meno calorie

Si generano precipitazioni e il calore è troppo piccolo

L'effetto di isolamento termico non è buono e il calore è troppo piccolo

Sperimenta più volte, scarta quelle irragionevoli e fai la media

DH= entalpia totale dei prodotti – entalpia totale dei reagenti (macroscopica)

DH = energia di legame totale dei reagenti – energia di legame totale dei prodotti (microscopica)

ΔH=H(prodotto)-H(reagente)=Q assorbimento-Q rilascio=Ek inverso-Ek produzione

Per la stessa reazione, il calore di reazione della reazione di neutralizzazione è correlato alla quantità di soluzione acida e alcalina

Il calore di neutralizzazione si riferisce al calore di reazione quando viene generata 1 mole di acqua liquida, quindi la quantità di soluzione acido-base non ha alcun effetto sui risultati della misurazione del calore di reazione della reazione di neutralizzazione.

Se è presente una soluzione concentrata in una soluzione acido-base, il calore rilasciato quando viene generata 1 mole di acqua liquida è maggiore di 57,3 kJ.

Se nell'acido-base è presente un acido o una base debole, la ionizzazione richiede calore endotermico. Quando viene generata 1 mole di acqua liquida, il calore rilasciato dalla reazione è inferiore a 57,3 kJ.

Se un acido reagisce con una base per produrre 1 mole di acqua liquida e si forma un precipitato, che richiede il rilascio di calore, il calore rilasciato dalla reazione sarà maggiore di 57,3 kJ.

definizione

Caratteristiche

significato

Esempio: la reazione tra coke e vapore acqueo e la reazione tra metano e vapore acqueo sono metodi importanti per la produzione di idrogeno nell'industria. Le equazioni termochimiche di queste due reazioni sono: ①C(s) H2O(g)=CO(g) H2(g) ΔH1= 131,5 kJ/mol ②CH4(g) H2O(g)=CO(g) 3H2(g) ΔH2= 205,9 kJ/mol Prova a calcolare ΔH di CH4(g)=C(s) 2H2(g). Analizzando la relazione tra le varie equazioni chimiche, possiamo concludere che sommando la reazione inversa della reazione ① e della reazione ②, otteniamo la reazione: CH4(g)=C(s)2H2(g) Cioè: CO(g) H2(g)=C(s) H2O(g) ΔH3=−ΔH1=−131,5 kJ/mol CH4(g) H2O(g)=CO(g) 3H2g) ΔH2= 205,9 kJ/mol Soluzione: CH4(g)=C(s) 2H2(g) ΔH=? Secondo la legge di Geis: ΔH=ΔH3 ΔH2=ΔH2−ΔH1= 205,9 kJ/mol-131,5 kJ/mol= 74,4 kJ/mol Risposta: ΔH di CH4(g)=C(s) 2H2(g)= 74,4kJ/mol.

Un'equazione chimica che mostra la quantità di calore rilasciata o assorbita da una reazione

Questa equazione chimica non solo mostra i cambiamenti nella materia nelle reazioni chimiche, ma mostra anche i cambiamenti nell'energia nelle reazioni chimiche e illustra la relazione tra la quantità di materia e di energia.

L'energia posseduta dalle sostanze è legata al loro stato di aggregazione, cioè la quantità di calore rilasciata da una reazione chimica è legata allo stato dei reagenti e dei prodotti.

È necessario indicare le condizioni di reazione: il calore di reazione è legato alle condizioni di misura (temperatura, pressione, ecc.)

È necessario annotare lo stato di aggregazione dei reagenti e dei prodotti. Perché quando gli stati di aggregazione delle sostanze sono diversi, anche la loro energia interna ed entalpia sono diverse. Comunemente usati (s), (l), (g) e (aq) rappresentano rispettivamente una soluzione solida, liquida, gassosa e acquosa.

Le equazioni termochimiche generalmente non etichettano ⬆️, ⬇️ e condizioni di reazione come "accensione" e "riscaldamento"

Notare il simbolo dell'unità: ΔH deve includere “ ” o “-”, numero e unità kJ/mol

Il numero stechiometrico davanti alla formula chimica di ciascuna sostanza nell'equazione termochimica rappresenta solo la quantità della sostanza, che può essere un numero intero o una frazione, e il numero stechiometrico deve corrispondere a ΔH. Se il numero stechiometrico è raddoppiato, ΔH deve essere anche raddoppiato.

Se la reazione diretta è una reazione esotermica (ΔH<0), la reazione inversa è una reazione endotermica (ΔH>0)

La differenza tra il calore effettivo assorbito o rilasciato da ΔH di una reazione reversibile

concetto

significato

Precauzioni