विषय
- टीएल; डीआर (बहुत लंबा; डिडंट रीड)
- एंथेल्पी की परिभाषा
- सरल Enthalpy बदलें गणना
- चरण संक्रमणों की एनथलीपी
- हेस का नियम
एक प्रतिक्रिया का शाश्वत परिवर्तन गर्मी अवशोषित या जारी की गई प्रतिक्रिया की मात्रा के रूप में होता है, अगर यह लगातार दबाव में होता है। आप विशिष्ट स्थिति और आपके पास उपलब्ध जानकारी के आधार पर विभिन्न तरीकों से गणना पूरी करते हैं। कई गणनाओं के लिए, हेस का नियम आपके द्वारा उपयोग की जाने वाली जानकारी का प्रमुख टुकड़ा है, लेकिन यदि आप उत्पादों और अभिकारकों की थैलीपी को जानते हैं, तो गणना बहुत सरल है।
टीएल; डीआर (बहुत लंबा; डिडंट रीड)
आप सरल सूत्र का उपयोग करके थैलेपी में परिवर्तन की गणना कर सकते हैं: HH = एचउत्पादों - एचअभिकारकों
एंथेल्पी की परिभाषा
थैलीपी (एच) की सटीक परिभाषा आंतरिक ऊर्जा (यू) के साथ-साथ दबाव (पी) और वॉल्यूम (वी) के उत्पाद का योग है। प्रतीकों में, यह है:
एच = यू + पीवी
इसलिए थैलीसी ()H) में बदलाव है:
∆H = ∆U + ∆P∆V
जहां डेल्टा प्रतीक (∆) का अर्थ है "परिवर्तन।" व्यवहार में, दबाव स्थिर रखा जाता है और उपरोक्त समीकरण बेहतर दिखाया गया है:
∆H = ∆U + P∆V
हालांकि, एक स्थिर दबाव के लिए, तापीय धारिता में परिवर्तन केवल गर्मी (क्ष) स्थानांतरित होता है:
QH = क्यू
यदि (क्यू) सकारात्मक है, तो प्रतिक्रिया एंडोथर्मिक है (यानी, अपने आसपास से गर्मी को अवशोषित करता है), और यदि यह नकारात्मक है, तो प्रतिक्रिया एक्सोथर्मिक है (यानी, अपने परिवेश में गर्मी जारी करता है)। Enthalpy में kJ / mol या J / mol की इकाइयाँ हैं, या सामान्य रूप से, ऊर्जा / द्रव्यमान। उपरोक्त समीकरण वास्तव में ऊष्मा प्रवाह और ऊर्जा के भौतिकी से संबंधित हैं: ऊष्मागतिकी।
सरल Enthalpy बदलें गणना
थैलीसी परिवर्तन की गणना करने का सबसे मूल तरीका उत्पादों और अभिकारकों की थैलीपी का उपयोग करता है। यदि आप इन राशियों को जानते हैं, तो समग्र बदलाव के लिए निम्न सूत्र का उपयोग करें:
HH = एचउत्पादों - एचअभिकारकों
सोडियम क्लोराइड बनाने के लिए एक क्लोराइड आयन के लिए सोडियम आयन के अलावा एक प्रतिक्रिया का एक उदाहरण है जिसे आप इस तरह से गणना कर सकते हैं। आयनिक सोडियम में sodium239.7 kJ / mol की थैलीपी होती है, और क्लोराइड आयन में enthalpy J167.4 kJ / mol होता है। सोडियम क्लोराइड (टेबल सॉल्ट) में k411 kJ / mol की एक थैली होती है। इन मूल्यों को सम्मिलित करता है:
∆एच = =411 kJ / mol - (.7239.7 kJ / mol 7167.4 kJ / mol)
= K411 kJ / mol - (.1407.1 kJ / mol)
= =411 kJ / mol + 407.1 kJ / mol = −3.9 kJ / mol
तो नमक का गठन लगभग 4 kJ ऊर्जा प्रति मोल जारी करता है।
चरण संक्रमणों की एनथलीपी
जब कोई पदार्थ ठोस से तरल, तरल से गैस या गैस से ठोस में परिवर्तित होता है, तो इन परिवर्तनों में शामिल विशिष्ट थैलेपीज़ होते हैं। पिघलने की थैलेपी (या अव्यक्त गर्मी) ठोस से तरल में संक्रमण का वर्णन करती है (रिवर्स माइनस है इस मूल्य और संलयन की आंत्रशोथ कहा जाता है), वाष्पीकरण की थैली तरल से गैस में संक्रमण का वर्णन करती है (और इसके विपरीत संक्षेपण है) और उच्च बनाने की क्रिया की तापीय धारिता गैस से संक्रमण का वर्णन करती है (रिवर्स को फिर से संघनन की आंत्रशोथ कहा जाता है)।
पानी के लिए, पिघलने की आंत्रशोथ halH हैगलन = 6.007 kJ / मोल। कल्पना करें कि आप 250 केल्विन से बर्फ को तब तक गर्म करते हैं, जब तक कि वह पिघल न जाए, और फिर पानी को 300 K तक गर्म करें। हीटिंग भागों के लिए तापीय धारिता में बस आवश्यक गर्मी है, इसलिए आप इसका उपयोग कर पा सकते हैं:
∆H = nC∆T
जहाँ (n) मोल्स की संख्या है, (isT) समशीतोष्ण में परिवर्तन है और (C) विशिष्ट ऊष्मा है। बर्फ की विशिष्ट गर्मी 38.1 J / K मोल है और पानी की विशिष्ट ऊष्मा 75.4 J / K मोल है। इसलिए गणना कुछ हिस्सों में होती है। सबसे पहले, बर्फ को 250 K से 273 K (यानी, °23 ° C से 0 ° C) तक गर्म करना पड़ता है। बर्फ के 5 मोल के लिए, यह है:
∆H = nC∆T
= 5 मोल × 38.1 जे / के मोल × 23 के
= 4.382 केजे
अब मोल्स की संख्या से पिघलने की तापीय धारिता को गुणा करें:
∆H = n .Hगलन
= 5 मोल × 6.007 kJ / मोल
= 30.035 केजे
वाष्पीकरण के लिए गणना समान हैं, पिघलने वाले के स्थान पर वाष्पीकरण के साथ थैलेपी को छोड़कर। अंत में, पहले की तरह अंतिम हीटिंग चरण (273 से 300 K) की गणना करें:
∆H = nC∆T
= 5 mol × 75.4 J / K mol × 27 K
= 10.179 केजे
प्रतिक्रिया के लिए थैलेपी में कुल परिवर्तन खोजने के लिए इन भागों को योग करें:
ΔHसंपूर्ण = 10.179 kJ + 30.035 kJ + 4.382 kJ
= 44.596 केजे
हेस का नियम
हेस का नियम तब उपयोगी होता है जब आप जिस प्रतिक्रिया पर विचार कर रहे हैं उसके दो या दो से अधिक भाग हों और आप संपूर्ण परिवर्तन को थेलीपी में खोजना चाहते हैं। इसमें कहा गया है कि किसी प्रतिक्रिया या प्रक्रिया के लिए थैलेपी परिवर्तन उस मार्ग से स्वतंत्र होता है जिसके माध्यम से यह होता है। इसका मतलब यह है कि यदि प्रतिक्रिया पदार्थ में दूसरे में बदल जाती है, तो यह मायने नहीं रखता है कि क्या प्रतिक्रिया एक चरण में होती है (अभिकारक तुरंत उत्पाद बन जाते हैं) या क्या यह कई चरणों से गुजरता है (अभिकारक मध्यस्थ बन जाते हैं और फिर उत्पाद बन जाते हैं), परिणामस्वरूप परिणामी परिवर्तन दोनों मामलों में समान है।
यह आमतौर पर इस कानून का उपयोग करने में मदद करने के लिए एक आरेख (संसाधन देखें) आकर्षित करने में मदद करता है। एक उदाहरण यदि आप तीन हाइड्रोजन के साथ संयुक्त कार्बन के छह मोल के साथ शुरू करते हैं, तो वे एक मध्यस्थ कदम के रूप में ऑक्सीजन के साथ गठबंधन करते हैं और फिर एक अंत-उत्पाद के रूप में बेंजीन बनाते हैं।
हेस के नियम में कहा गया है कि प्रतिक्रिया की थैलीशैली में परिवर्तन दोनों भागों की थैलीपी में परिवर्तन का योग है। इस मामले में, कार्बन के एक मोल के दहन में −H = k394 kJ / mol होता है (यह प्रतिक्रिया में छह बार होता है), हाइड्रोजन गैस के एक मोल के दहन के लिए थैलेपी में परिवर्तन ∆H = −286 kJ है / mol (यह तीन बार होता है) और कार्बन डाइऑक्साइड और पानी के मध्यस्थ eneH = +3,267 kJ / mol के एक शाब्दिक परिवर्तन के साथ बेंजीन बन जाते हैं।
कुल परिवर्तनों को खोजने के लिए इन परिवर्तनों का योग लें, प्रतिक्रिया के पहले चरण में आवश्यक मोल्स की संख्या से प्रत्येक को गुणा करना याद रखें:
ΔHसंपूर्ण = 6×(−394) + 3×(−286) +3,267
= 3,267 − 2,364 - 858
= 45 केजे / मोल