Μεταβολή ενέργειας κατά τις χημικές μεταβολές, Ενδόθερμες - εξώθερμες αντιδράσεις, Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

Σχεδιάγραμμα

Δική μας σύνοψη της ενότητας, για επανάληψη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο.

Τι έγινε

1. Κάθε ουσία έχει χημική ενέργεια, συνδυασμό κινητικής και δυναμικής. Σε μια αντίδραση σπάνε δεσμοί (απαιτείται ενέργεια) και φτιάχνονται νέοι (εκλύεται ενέργεια), οπότε η διαφορά εκλύεται ή απορροφάται.
2. Η θερμοχημεία μελετά τις μετατροπές χημικής ενέργειας σε θερμική και αντίστροφα. Είναι κλάδος της χημικής θερμοδυναμικής, όπως η ηλεκτροχημεία αφορά την ηλεκτρική και η φωτοχημεία τη φωτεινή ενέργεια.
3. Οι εξώθερμες αντιδράσεις αποδίδουν θερμότητα στο περιβάλλον, π.χ. η καύση 1 mol CH₄ δίνει 890 kJ, ενώ οι ενδόθερμες απορροφούν.
4. Υπό σταθερή πίεση η μεταβολή της ενθαλπίας ΔH ισούται με τη θερμότητα της αντίδρασης. Η ενθαλπία είναι καταστατική ιδιότητα και δεν είναι θερμότητα.
5. Το ΔH αναφέρεται στην εξίσωση όπως γράφεται: αν διπλασιαστούν οι συντελεστές, διπλασιάζεται και το ΔH (−890 kJ γίνεται −1780 kJ).
6. Για σύγκριση οι μεταβολές ανάγονται σε πρότυπη κατάσταση: 25 °C, 1 atm και c = 1 M για διαλύματα. Ορίζονται οι πρότυπες ενθαλπίες σχηματισμού, καύσης και εξουδετέρωσης.
7. Το ΔH° μιας αντίδρασης υπολογίζεται από τις ενθαλπίες σχηματισμού: ΔH° = ΣΔH°f(προϊόντων) − ΣΔH°f(αντιδρώντων). Όσο μικρότερη η ΔH°f, τόσο σταθερότερη η ένωση.

Πρόσωπα

Lavoisier

ο νόμος του λέει ότι στις χημικές αντιδράσεις η μάζα, δηλαδή τα άτομα, διατηρείται

Arrhenius

η θεωρία του της ηλεκτρολυτικής διάστασης (Α΄ Λυκείου) εξηγεί την πλήρη διάσταση των ισχυρών οξέων και βάσεων

Όροι

εξώθερμες αντιδράσεις

αντιδράσεις που ελευθερώνουν ενέργεια υπό μορφή θερμότητας στο περιβάλλον

ενδόθερμες αντιδράσεις

αντιδράσεις που απορροφούν ενέργεια υπό μορφή θερμότητας από το περιβάλλον

σύστημα και περιβάλλον

σύστημα είναι ο χώρος όπου γίνεται η αντίδραση, περιβάλλον οτιδήποτε άλλο

θερμότητα

η ενέργεια που μεταφέρεται από ένα σύστημα σε άλλο λόγω διαφοράς θερμοκρασίας· 1 kcal = 4,184 kJ

μεταβολή ενθαλπίας ΔH

η μεταβολή ενέργειας σε μια αντίδραση· υπό σταθερή πίεση ισούται με τη θερμότητα q που απορροφάται ή εκλύεται

καταστατική ιδιότητα

μέγεθος που εξαρτάται από την ποσότητα και τις συνθήκες του συστήματος και όχι από τον δρόμο που ακολούθησε

πρότυπη κατάσταση

η πιο σταθερή μορφή μιας ουσίας στους 25 °C και 1 atm, και για διαλύματα c = 1 M

πρότυπη ενθαλπία σχηματισμού ΔH°f

η μεταβολή ενθαλπίας κατά τον σχηματισμό 1 mol ένωσης από τα στοιχεία της σε πρότυπη κατάσταση

πρότυπη ενθαλπία καύσης ΔH°c

η μεταβολή ενθαλπίας κατά την πλήρη καύση 1 mol ουσίας σε πρότυπη κατάσταση· πάντα ΔH°c < 0

πρότυπη ενθαλπία εξουδετέρωσης ΔH°n

η μεταβολή ενθαλπίας κατά την πλήρη εξουδετέρωση 1 mol H⁺ οξέος ή 1 mol OH⁻ βάσης, σε αραιό διάλυμα και πρότυπη κατάσταση