Termochemia — entalpia reakcji

Ten materiał ćwiczy energetykę reakcji chemicznych w zakresie wymagań chemii rozszerzonej: jak opisać, czy reakcja oddaje energię do otoczenia, czy ją pobiera, jak zapisać to w równaniu termochemicznym i jak obliczyć ilość ciepła dla konkretnej ilości substancji.

Pierwszy blok to pojęcia. Rozróżniasz procesy egzotermiczne i endotermiczne, układ i otoczenie, a zapis ΔH < 0 i ΔH > 0 interpretujesz w obu kierunkach: od obserwacji (ogrzewanie się lub ochładzanie roztworu) do znaku entalpii i od znaku entalpii do przewidywanej obserwacji. Przykłady pochodzą z typowych procesów: spalania paliw, rozkładu termicznego węglanu wapnia, zobojętniania, rozpuszczania wodorotlenku sodu i azotanu(V) amonu, przemian fazowych wody.

Drugi blok to obliczenia na podstawie równania termochemicznego. Przeliczasz masę, liczbę moli lub objętość gazu w warunkach normalnych na ilość wydzielonego albo pochłoniętego ciepła, pamiętając, że wartość ΔH odnosi się do liczby moli zapisanej we współczynnikach równania. Ćwiczysz też dwie proste reguły: odwrócenie reakcji zmienia znak ΔH, a pomnożenie współczynników mnoży wartość ΔH. Dzięki temu porównujesz np. ilość ciepła ze spalania jednego kilograma różnych paliw.

Trzeci blok to schemat energetyczny reakcji. Odczytujesz z niego poziomy energii substratów i produktów, energię aktywacji i efekt energetyczny, a także obliczasz energię aktywacji reakcji odwrotnej. Wyjaśniasz, dlaczego katalizator obniża barierę, ale nie zmienia entalpii reakcji.

Materiał oferuje cztery formy pracy. Quiz zawiera zadania obliczeniowe i pojęciowe z wyjaśnieniem po każdej odpowiedzi. Fiszki utrwalają definicje, zasady i typowe przykłady procesów. Egzamin ustny w formie rozmowy z egzaminatorem sprawdza, czy umiesz uzasadnić wnioski i opisać schemat energetyczny słowami. Praca pisemna do wydruku zawiera zadania otwarte z pełnym tokiem obliczeń oraz zadanie doświadczalne.

Wszystkie potrzebne dane, w tym masy molowe i wartości entalpii, są podane w treści zadań, więc możesz rozwiązywać je bez tablic. Zadania są oryginalnymi ćwiczeniami do samodzielnej nauki. Materiał nie obejmuje prawa Hessa ani obliczeń łączących kilka równań termochemicznych — tych zagadnień nie ma w obecnych wymaganiach egzaminacyjnych.

• Rozróżniasz procesy egzotermiczne i endotermiczne i wiążesz je ze znakiem ΔH.
• Obliczasz ilość ciepła wydzielonego lub pochłoniętego dla podanej masy, liczby moli lub objętości reagenta.
• Stosujesz zasady zmiany ΔH przy odwróceniu reakcji i pomnożeniu współczynników.
• Odczytujesz ze schematu energetycznego energię aktywacji i efekt energetyczny reakcji.
• Obliczasz energię aktywacji reakcji odwrotnej i wyjaśniasz rolę katalizatora.

Materiał ćwiczeniowy przygotowany przez Zestly.