Както във физиката, така и в химията се използва концепция за измерване на енергията, съдържаща се в тялото. Говорим за енталпия. Това е вид измерване, което ни казва количеството енергия, съдържащо се в тяло или система, която има определен обем, която е подложена на налягане и която може да бъде обменена с околната среда. Енталпията на една система е представена с буквата H и физическата единица, свързана с нея, за да посочи енергийните стойности, е джаул.
В тази статия ще ви разкажем всичко характеристики и значение на енталпията.
ключови характеристики
Можем да кажем, че енталпията е равно на вътрешната енергия, която системата има плюс налягането, умножено по обема на същата система. Когато видим, че енергията на системата, налягането и обемът са функции на състоянието, енталпията също е. Това означава, че когато настъпи времето, това може да се случи при определени крайни начални условия, така че променливата да помогне да се изследва цялата система като цяло.
Първото нещо е да се знае каква е енталпията на формацията. Това е за абсорбираната топлина забравена от системата, когато 1 мол от веществото на продукта се произвежда от елементите в нормално състояние. Тези състояния могат да бъдат твърди, течни или газообразни или разтворими. Алотропното състояние е най-стабилното състояние. Например, най-стабилното алотропно състояние, което има въглеродът, е графитът, освен че се намира при нормални условия, при които стойностите на налягането са 1 атмосфера и температурата е 25 градуса. Значението на познаването на енталпията е от решаващо значение за разбирането на енергията, участваща в различни химични реакции, както и при анализа на въздействието на горещи вълни.
Ние подчертаваме, че енталпиите на образуването според това, което сме дефинирали, са за 1 мол получено съединение. По този начин, в зависимост от количеството на съществуващите реактивни продукти, реакцията ще трябва да се регулира с дробни коефициенти.
Енталпия на формация
Знаем, че при всеки химичен процес енталпията на образуването може да бъде както положителна, така и отрицателна. Тази енталпия е положителна, когато реакцията е ендотермична. Това, че химическата реакция е ендотермична, означава, че тя може да абсорбира топлината на средата. От друга страна, имаме отрицателна енталпия, когато реакцията е екзотермична. Това, че химическата реакция е екзотермична, означава, че тя излъчва топлина от системата навън.
За да възникне екзотермична реакция, реагентите трябва да имат по-голяма енергия от продуктите. Напротив, за да се осъществи ендотермична реакция, реагентите трябва да имат по-малко енергия от продуктите. За да бъде написано правилно химичното уравнение на всичко това, трябва да се спази законът за запазване на материята. Тоест химичното уравнение трябва да съдържа информация за агрегатното състояние на реагентите и продуктите, което е ключово в изучаването на химията.
Трябва също да имате предвид това веществата, които са чисти, имат енталпия на образуване, равна на нула. Тези стойности на енталпията се намират при стандартни условия, като тези, споменати по-горе, и в тяхната най-стабилна форма. В химическа система, където има реагенти и продукти, енталпията на реакцията е равна на енталпията на образуване при стандартни условия.
Енталпия на реакцията
Вече споменахме какво представлява енталпията на формацията. Сега ще опишем каква е енталпията на реакцията. Това е термодинамична функция, която помага изчислете топлината, която е получена или топлината, която е доставена по време на химична реакция. Търси се баланс в топлообмена както на реагентите, така и на продуктите. Един от аспектите, които трябва да бъдат изпълнени, за да се изчисли енталпията на реакцията, е, че самата реакция трябва да протича при постоянно налягане. Това означава, че през цялото време, необходимо за протичане на химическата реакция, налягането трябва да остане на постоянни стойности.
Знаем, че енталпията има измерения на енергията и затова се измерва в джаули. За да се разбере връзката на енталпията с топлината, която се обменя по време на химична реакция необходимо е да се премине към първия закон на термодинамиката. И това е, че този първи закон ни казва, че топлината, която се обменя в термодинамичен процес, е равна на вариацията на вътрешната енергия на веществото или веществата, участващи в процеса, плюс работата, извършена от споменатите вещества по време на процеса.
Знаем, че всички химични реакции не са нищо повече от различни термодинамични процеси, протичащи при определено налягане. Най-често срещаните стойности на налягането са дадени при стандартни условия на атмосферно налягане. Следователно всички термодинамични процеси, протичащи по този начин, се наричат изобарични, тъй като протичат при постоянно налягане.
Много често се нарича енталпия топлина. Трябва обаче да е ясно, че това не е същото като топлина, а топлообмен. Тоест, не топлината може да даде урок или вътрешната топлина, която реагентите и продуктите имат. Топлината се обменя през целия процес на химична реакция.
Връзка с топлината
За разлика от това, за което говорихме преди, енталпията е функция на състоянието. Когато изчисляваме промяната на енталпията, ние наистина изчисляваме разликата на две функции. Тези функции обикновено зависят изключително от състоянието на системата. Това състояние на системата варира в зависимост от вътрешната енергия и обема на самата система. Тъй като знаем, че версията остава постоянна по време на химическата реакция, енталпията на реакцията не е нищо повече от функция на състоянието, която зависи както от вътрешната енергия, така и от обема.
Следователно можем да определим енталпията на реагентите в химична реакция като сбор от всеки от тях. От друга страна, ние дефинираме същото, но в продуктите като сбор от енталпията на всички продукти.
Надявам се, че с тази информация можете да научите повече за енталпията и нейните характеристики.