Termohemija

danica_d's picture

Na koji se način rešavaju ovakavi zadatci iz termohemije: 
https://ibb.co/hM4b0my

 

Hvala

Predrag Milosevic's picture

Prvo treba da se upoznamo sa znacenjem simbola...sta znaci r pored delta H ili sta znaci f pored delta H.

Po meni...r znaci entalpija reakcije, f znaci entalpija formiranja ili nastajanja (tu se misli na jedan mol supstance).

Znaci, odgovor bi mogao biti pod C. Istina, hemijska jednakost je malo cudna...sa nekim razlomcima...ali vazno je da na desnoj strani imamo formiran jedan mol necega. Odgovor pod D izgleda "normalnije" medjutim...nama je receno da treba da gledamo onu entalpiju reakcije koja je jednaka entalpiji formiranja jedinjenja...odnosno jednog mola jedinjenja...a mi pod D dobijamo duplo vise 2 mola...znaci ta reakcija nije odgovor...nego ona pod C.

danica_d's picture

Predrag, da li je DfH negativniji što je jedinjenje stabilnije?

ako su DfH za elemente jednake 0, a nisu za neke njihove modifikacije, npr. grafiti i dijamant koje su građene od C atoma, onda su uvek ako sam doro shvatila nestabilnije modifikacije s višim DfH? 

zašto je npr. ozon nestailnija modifikacija u odnosu na  kiseonik, O2 ili  grafit od dijamanta? Verujem da zato što je za pretvorbu grafita u dijamant treba visoki pritisak i temperatura. 

Pročitala sam još da reakcija entalpija nastajanja jedinjenja ne mora biti izvediva već hipotetska  kao npr. za reakciju: 
Ca + C + 3/2O2 --> CaCO3

..no kako se onda odredila njena vrednost ako je to hipotetska reakcija? malo sam se smuvala iskreno... 

Predrag Milosevic's picture

Da, sto je jedinjenje stabilnije to ima nizu energiju...drugim recima DfH je vise negativan...

Grafit je osnovno stanje za ugljenik i ima nizu energiju od dijamanta....koji ima pozitivnu vrednost za DfH

Isto tako....O2 je osnovno stanje za kiseonik,a  O3 ima pozitivnu DfH

Zasto je to tako?

Sama definicija DfH je energija koja se dobije ili izgubi kada jedinjenje pravimo od polaznog materijala u osnovnom stanju..

Uzmimo kiseonik O2....kako ga napraviti od polaznog stanja koji je takodje O2....Prvo potrosiomo energiju da rastavimo atome O u molekuli, a onda dobijemo energiju kada ih sastavimo u O2...kako smo dobili energije onoliko koliko smo i potrosili...znaci DfH za cisti O2 je nula

Ozon...polazimo od O2 (osnovno stanje kiseonika) ...potrosimo energiju da rastavimo O na atome, a posle dobijemo energiju kada sastavimo O3...medjutim, dobili smo manje energije nego smo potrosili, pa je DfH pozitivna i O2 ima visu energiju...

Za CaCO3....to jedinjenje dobijamo od CO2 i CaO  -------> CaCO3 i tu imamo priliku da izracunamo entalpiju nastajanja CaCO3

kada bi imali u posudi cisti C i cisti Ca i O2...prvo bi nastao CO2 i CaO u dodiru sa kiseonikom....a ne CaCO3...eventualno kasnije bi CaO (bazni oksid) reagovao sa CO2 (kiseli oksid) i dobi li bi CaCO3

Kako dobiti entalpiju za recimo CO2

C + O2 ------> CO2

na levoj strani su ciste supstance ...znaci entalpije sve nula...U realnosti, uzmemo kalorimetarski sud....napunimo ga sa dovoljno C i dovoljno O2 da se napravi 1 mol CO2....i gledamo sta se dogadja sa temperaturom vode kalorimetraskog suda kad tu smesu "zapalimo"....ta toplota koja se oslobodi je DfH za CO2.

 

 

Predrag Milosevic's picture

Ispravka, O3 ima visu energiju od O2 i nije osnovno stanje za kiseonik.

danica_d's picture

a ako je DfH pozitivniji znači da se toplota troši na stvaranje jedinjenja pa se toliko toplote ne oslobodi jer je jedinjenje nestabilnije? 

 

Ako moramo npr. odrediti koje jedinjenje ima veće/manji DfH možemo na način kako kad uspoređujemo temperature taljenja jedinjenja, pratimo radius i šaržu. Znači temperatura taljenja MgO veća je od temperature taljenja NaCl što znači da je MgO stabilniji, ima nižu (negtaivniju) DfH . Suprotono od DfH bila bi energija razaranja kristalne rešetke- apsolutna vrednost od DfH--> što je veća jedinjenje je stabilnije? A

Predrag Milosevic's picture

Entalpija stvaranja nekog jedinjenja je razlicit pojam od entalpije stvaranja kristalne resetke...

Kada imamo ione i kada oni stvaraju kristalnu resetku uvek se oslobadja energija....i obrnuto ...kada "rasturamo" kristalnu resetku uvek trosimo energiju.

Nasuprot tome entalpija formiranja (stvaranja) jedinjenja DfH moze biti negativna ali moze biti i pozitivna...

Na primer NaCl

Kada formiramo kristalnu resetku polazimo o iona Na+ i iona Cl- i gledamo sta se dogadja kada oni formiraju kristal...oslobadja se energija...uvek.

Kada sada radimo DfH za NaCl ne polazimo od iona...ne, polazimo od Na(s) i Cl2(g) jer su to nasi polazni materijali pri standaradnim uslovima...sada trosimo energiju da od cvrstog Na(s) nekako dobijemo Na+ ione i takodje da od gasovitog Cl2 dobijemo Cl- ione....tek tada ti ioni formiraju jedinjenje NaCl (ili kristal) i dobijemo energiju...ali taj broj ce biti razlicit od broja koji imamo za energiju formiranja kristalne resetke jer tamo smo polazili od vec gotovih iona Na+ i Cl-

danica_d's picture

A kako objasniti da stabilniji spojevi imaju nižu DfH ? 

Predrag Milosevic's picture

Da bi imali nesto"nize" ili "vislje" moramo imati neku polaznu tacku ili nivo prema kome merimo taj drugi nivo.

Ako imamo na primer H2 i O2...onda kazemo ...neka polazna tacka bude nula unutrasnje energije...pa kad napravimo H2O onda gledamo gde je taj H2O u odnosu na polaznu tacku...ako H2O ima nizu DfH od pocetne...onda se pitamo gde je energija (ne moze da nestane)...tu je... u vidu toplote. Vizuelno kad radimo energetski grafikon nas H2O je ispod pocetnog nivoa H2 i O2 pa kazemo evo ...ima "nizu" energiju...

Helenahelena89's picture

U rastboru se nakon završene reakcije kalcijum-karbonata sa hlorovodoničnom kiselinom, nalazi 3×10²³ jona kalcijuma . Izračunaj i napiši masu kalcijum karbonata koji je reagovao sa hlorovodoničnom kiselinom???

Predrag Milosevic's picture

Molio bih da ne mesate teme...ako imate pitanje iz stehiometrije nemojte da mesate sa pitanjima iz termohemije...

U ovom zadatku prvo treba da napisemo hemijsku reakciju...

CaCO3  + 2HCl ----->  CaCl2  + CO2   +  H2O

Na kraju, kad se zavrsi reakcija ...nas CaCl2 ce biti rastvoren i u obliku kao Ca2+ ion...i tog Ca2+ ce biti koliko imamo CaCl2

Hemijske reakcije nam govore u molovima...pa na osnovu hemijske reakcije vidimo da ako imamo jedan mol CaCl2 ili bolje receno jedan mol Ca2+ iona onda je potroseno jedan mol CaCO3. 

Znaci, nas broj Ca2+ iona treba pretvoriti u molove....kako?....preko Avogadrovog broja

koji kaze da 6.02 x 10^(23) necega...u nasem slucaju Ca iona...je u stvari jedan mol Ca2+ iona...Mi imamo pola od toga...svega 3 x 10^(23) iona ...znaci pola mola Ca2+ iona

Nasa reakcija kaze da trebamo isto tako pola mola CaCO3 (jer vidimo da je odnos molova u reakciji 1 : 1)

sad jos samo da pretvorimo pola mola CaCO3 u masu i gotov zadatak...

Koristimo se molarnom masom CaCO3...koja iznosi priblizno 100g

Znaci pola mola CaCO3 ce biti 50g

 

danica_d's picture

a kad npr. trebate usporediti entalpiju stvaranja CaO i KBr- kojim bi logikom krenuli? 

Predrag Milosevic's picture

Krenuo bih od eksperimentalnih podataka...u literaturi mozemo naci entalpije stvaranja za CaO (-639 kJ/mol) i za KBr (-394) i zakljucio bih da je entalpija stvaranja CaO vise od 1.5 puta veca....

Da li imam pravo da kazem da ce energija kristalne resetke kod CaO biti za 1.6 puta veca...ne to ne mogu reci....bice veca naravno jer CaO barata sa 2+ i 2- sarzom ali koliko tacno..... to je tesko unapred, samo razmisljanjem pogoditi...

Entalpije kristalne resetke za CaO je -3514 kJ/mol....a za KBr je -674 kJ/mol...sto je za 5.2 puta vise

Cak i kad poredimo temperature topljenja...za CaO 2572C i za KBr je 734C vidimo da je kristalna resetka CaO mnogo jace vezana (za 3.5 puta vise) ali ni to nam ne moze pomoci da "pogodimo" ni razliku u entalpijama nastajanja ni razliku u entalpijama kristalnih resetki....

Tako da bih se ja zaustavio na opisnoj konstataciji da ce "biti vise" za CaO i za DfH i za entalpiju kristalne resetke....u odnosu na KBr

Naravno, ti si u pravu kad kazes da sarza i velicina iona igra veliku ulogu da "osetimo" koliko ce kristalna resetka biti stabilna i da se pripremimo sta nas ceka kad hocemo da topimo takvo jedinjenje...