Ενθαλπία και μεταβολή ενθαλπίας

Με μια ματιά

Για μια αντίδραση όπως γράφεται, υπολογίζεις τη μεταβολή ενθαλπίας από τη σχέση $\deltaH=H_{\text{προϊόντων}}-H_{\text{αντιδρώντων}}$. Σε σταθερή πίεση, την ταυτίζεις με τη θερμότητα που απορροφά ή εκλύει το αντιδρών σύστημα. Θετικό πρόσημο δηλώνει ενδόθερμη αντίδραση και αρνητικό εξώθερμη. Για να συγκρίνεις μεταβολές ενθαλπίας, ελέγχεις τη χημική ταυτότητα, τις φυσικές καταστάσεις, την πίεση και τη θερμοκρασία.

2Ορισμός και πρόσημο

Για μια αντίδραση όπως γράφεται, υπολογίζεις τη μεταβολή ενθαλπίας αφαιρώντας την ενθαλπία των αντιδρώντων από την ενθαλπία των προϊόντων:

Σε σταθερή πίεση, ταυτίζεις τη μεταβολή ενθαλπίας με τη θερμότητα που απορροφά ή εκλύει το αντιδρών σύστημα. Σε ενδόθερμη αντίδραση αποδίδεις θετικό πρόσημο, επειδή το σύστημα απορροφά θερμότητα από το περιβάλλον. Σε εξώθερμη αντίδραση αποδίδεις αρνητικό πρόσημο, επειδή το σύστημα εκλύει θερμότητα προς το περιβάλλον. Δεν χρησιμοποιείς τη θερμότητα ως συνώνυμο της ενθαλπίας, επειδή η θερμότητα είναι ενέργεια που μεταφέρεται λόγω διαφοράς θερμοκρασίας.

3Καταστατική ιδιότητα και συνθήκες

Αντιμετωπίζεις την ενθαλπία ως καταστατική ιδιότητα. Εξετάζεις την ποσότητα και την κατάσταση του συστήματος και δεν εξετάζεις τη διαδρομή με την οποία το σύστημα έφτασε σε αυτή την κατάσταση. Για να συγκρίνεις ενθαλπίες αντίδρασης, ελέγχεις τη χημική ταυτότητα των αντιδρώντων, τις φυσικές καταστάσεις αντιδρώντων και προϊόντων, την πίεση και τη θερμοκρασία.

4Αναγνώριση εξώθερμης αντίδρασης

Εξετάζεις τη μεταβολή ενθαλπίας μιας υποθετικής αντίδρασης:

Σκέψου το επόμενο βήμα πριν το ανοίξεις.

1. Δείξε το βήμα 1

   Διαβάζεις το πρόσημο της τιμής:

   $$\deltaH=-120\,\unit{kJ}$$

   και διαπιστώνεις ότι είναι αρνητικό.

2. Δείξε το βήμα 2

   Χαρακτηρίζεις την αντίδραση εξώθερμη, επειδή το αρνητικό πρόσημο δηλώνει ότι το αντιδρών σύστημα εκλύει θερμότητα προς το περιβάλλον.

5Επιλογή των παραγόντων

Εξετάζεις ποιο σύνολο περιλαμβάνει όλους τους παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται η ενθαλπία αντίδρασης.

Σκέψου το επόμενο βήμα πριν το ανοίξεις.

1. Δείξε το βήμα 1

   Συγκρίνεις τις επιλογές: Α. Μόνο η χημική ταυτότητα των αντιδρώντων. Β. Μόνο οι φυσικές καταστάσεις των προϊόντων. Γ. Η χημική ταυτότητα των αντιδρώντων, οι φυσικές καταστάσεις αντιδρώντων και προϊόντων, η πίεση και η θερμοκρασία.

2. Δείξε το βήμα 2

   Επιλέγεις τη Γ, επειδή περιλαμβάνει τη χημική ταυτότητα, τις φυσικές καταστάσεις και τις συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας.

6Συνηθισμένα λάθη

• Δεν αποδίδεις θετικό πρόσημο σε εξώθερμη αντίδραση ή αρνητικό πρόσημο σε ενδόθερμη αντίδραση.
• Δεν ταυτίζεις τη θερμότητα με την ενθαλπία ούτε τη θεωρείς αποθηκευμένη ιδιότητα του συστήματος.
• Δεν συγκρίνεις ενθαλπίες αντίδρασης χωρίς να ελέγχεις τις φυσικές καταστάσεις, την πίεση και τη θερμοκρασία.
• Δεν θεωρείς ότι η ενθαλπία εξαρτάται από τη διαδρομή με την οποία το σύστημα έφτασε στην κατάστασή του.