​

​

🙣 Πρότυπη ενθαλπία σχηματισμού ( ΔΗ_f ^o ) μίας ένωσης, ορίζεται ως η μεταβολή της ενθαλπίας κατά :

⮊ το σχηματισμό 1 mol της ένωσης

⮊ από τα

συστατικά της στοιχεία

⮊ σε πρότυπη κατάσταση

🖛 Πίεση

🖛 Θερμοκρασία :

🖛 Συγκέντρωση

(για διαλύματα) :

Θ = 25 ^οC ή

Τ= 298 Κ

C = 1 M

C = 1 M

1 atm

Πρότυπη Ενθαλπία Σχηματισμού, ΔΗ_f ^o

2.1. Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

formation

Η αντίδραση σχηματισμού μπορεί να είναι εξώθερμη ή ενδόθερμη.

Επομένως , η πρότυπη ενθαλπία σχηματισμού μπορεί να είναι ή :

ή

ΔΗ_f ^o > 0

ΔΗ_f ^o < 0

αρνητική

θετική

Πρότυπη Ενθαλπία Σχηματισμού, ΔΗ_f ^o

2.1. Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

ΔΗ_f^o (C, γραφίτη) = 0

Η πρότυπη ενθαλπία σχηματισμού των στοιχείων

στην πιο σταθερή μορφή τους είναι μηδέν.

👓 Π.χ. Ο γραφίτης

είναι η πιο σταθερή μορφή από το διαμάντι.

👓 Π.χ. Το οξυγόνο είναι πιο σταθερή μορφή από το όζον.

ΔΗ_f^o (Ο₂ ) = 0

ΔΗ_f^o (Ο₃) ≠ 0

ΔΗ_f^o (διαμάντι) ≠ 0

Πρότυπη Ενθαλπία Σχηματισμού, ΔΗ_f ^o

2.1. Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

• Όσο πιο μικρή αλγεβρικά είναι η ΔΗ_f ^o,

τόσο πιο σταθερή είναι η ένωση σε σχέση με τα στοιχεία της.

Γραφή θερμοχημικής εξίσωσης

⮚ Τα χημικά στοιχεία γράφονται ως :

* Εμφανίζονται με διάφορες ατομικότητες.

Πχ. το θείο: S, S₄, S₆, S₈.

Πρότυπη Ενθαλπία Σχηματισμού, ΔΗ_f ^o

2.1. Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

👓 Π.χ. Aν ΔΗ_f ^o ( Ca(OH)_{2 (s)} ) = — 3,9 Κcal/mol

Ca _(s)

+

H_{2 (g)}

+

O_{2 (g)}

→

Ca(OH)_{2 (s)}

, ΔΗ = —3,9 Κcal

, ΔΗ = —23 Κcal

👓 Π.χ. Aν ΔΗ_f ^o ( H₂SO_{4 (ℓ)} ) = — 23 Κcal/mol

H_{2 (g)}

+

S_(s)

+

O_{2 (g)}

2

→

H₂SO_{4 (ℓ)}

🖛 Αν βάλουμε διαφορετικό συντελεστή, θα πρέπει να πολλαπλασιάσουμε και την ενθαλπία με το συντελεστή αυτό.

⮚ Όταν δίνεται η ενθαλπία σχηματισμού πρέπει να φροντίζουμε να βάζουμε συντελεστή 1 στην ένωση που σχηματίζεται από τα στοιχεία της .

• Aν ΔΗ_f ^o _{( NO )} = + 21 Κcal/mol

Λάθος γραφή : Ν_{2 (g)} + O_{2 (g)} → 2 NO , ΔΗ = +21 Kcal

Σωστή γραφή : ½ Ν_{2 (g)} + ½ O_{2 (g)} → NO , ΔΗ = +21 Kcal

Σωστή γραφή:Ν_{2 (g)} + O_{2 (g)} → 2 NO , ΔΗ = 2۰(+21) Kcal

Πρότυπη Ενθαλπία Σχηματισμού, ΔΗ_f ^o

2.1. Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

Γραφή θερμοχημικής εξίσωσης

​

👓 Π.χ. ΥΠΟΘΕΤΙΚΗ : Ca _(s) + O_{2 (g)}+ H_{2 (g)} ⇌ Ca(OH)_{2 (s)} , ΔΗ = —236 Κcal

Η αντίδραση σχηματισμού μιας ουσίας από τα στοιχεία που την αποτελούν, δεν ανταποκρίνεται πάντα στην πραγματικότητα και μπορεί να είναι υποθετική

Η γραφή της αντίστοιχης χημικής εξίσωσης μας διευκολύνει στους υπολογισμούς σε προβλήματα θερμοχημείας.

• Π.χ. ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΗ : Η_{2 (g)} + ½ O_{2 (g)} ⇌ H₂O _{(g) ,} ΔΗ = —242 KJ

Πρότυπη Ενθαλπία Σχηματισμού, ΔΗ_f ^o

2.1. Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

Γραφή θερμοχημικής εξίσωσης

ΠΡΟΤΥΠΗ ΕΝΘΑΛΠΙΑ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ : ΔΗ^o

ΔΗ^ο = [ γΔΗ_f ^ο_(Γ) + δΔΗ_f ^ο_(Δ) ] — [ αΔΗ_f ^ο_(Α) + βΔΗ_f ^ο_(Β) ]

Έστω η αντίδραση : αΑ + βΒ → γΓ + δΔ

ΔΗ^ο = ΣΔΗ_f ^o _{(προϊόντων)} — ΣΔΗ_f^o _{(αντιδρώντων)}

Πρότυπη ενθαλπία της αντίδρασης αυτής είναι η μεταβολή ενθαλπίας κατά

τη μετατροπή α mol της ουσίας Α και β mol της ουσίας Β σε γ mol της

ουσίας Γ και δ mol της ουσίας Δ σε πρότυπη κατάσταση

Πρότυπη Ενθαλπία Σχηματισμού, ΔΗ_f ^o

2.1. Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

ΠΡΟΤΥΠΗ ΕΝΘΑΛΠΙΑ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ : ΔΗ^o

ΔΗ^ο =  

👓 Π.χ. 2 NH_{3 (g)} + 3 Cl_{2 (g)} → N_{2 (g)} + 6 HCl _(g), ΔΗ⁰ = ;

ΔΗ= 6ΔΗ_f (HCl ) - 2ΔΗ_f (ΝΗ₃)

αφού ΔΗ_f^o (Cl₂) = ΔΗ_f^o (N₂) = 0.

ΔΗ^ο = ΣΔΗ_f ^o _{(προϊόντων)} — ΣΔΗ_f^o _{(αντιδρώντων)}

Πρότυπη Ενθαλπία Σχηματισμού, ΔΗ_f ^o

2.1. Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

ΔΗ_f^ο (N₂)

6ΔΗ_f ^ο (HCl )

2ΔΗ_f ^ο (ΝΗ₃)

3ΔΗ_f^ο (Cl₂)

+

-

+

Πρότυπη Ενθαλπία Σχηματισμού, ΔΗ_f ^o

ΠΡΟΤΥΠΗ ΕΝΘΑΛΠΙΑ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ : ΔΗ^o

ΔΗ^ο = [ 12ΔΗ_f^ο (CΟ₂) + 6ΔΗ_f ^ο (H₂O ) ] — [ 2ΔΗ_f ^ο (C₆H₆) + 15ΔΗ_f^ο (O₂) ] =

👓 Π.χ. 2 C₆H_{6 (ℓ)} + 15 O_{2 (g)} → 12 CO_{2 (g)} + 6 H₂O _(ℓ) , ΔΗ^ο = ;

= 12ΔΗ_f^ο (CΟ₂) + 6ΔΗ_f ^ο (H₂O ) — 2ΔΗ_f ^ο (C₆H₆)

αφού , ΔΗ_f^o (Ο₂) = 0

ΔΗ^ο = ΣΔΗ_f ^o _{(προϊόντων)} — ΣΔΗ_f^o _{(αντιδρώντων)}

2.1. Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

Πρότυπη Ενθαλπία Καύσης , ΔΗ_c ^o

η μεταβολή της ενθαλπίας κατά την …

πλήρη

καύση

σε πρότυπη

κατάσταση

1 mol της ουσίας

2.1. Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

combustion

Πρότυπη Ενθαλπία Καύσης , ΔΗ_c ^o

Η καύση είναι εξώθερμη αντίδραση.

C₃H_{8 (g)} + O_{2 (g)} → 3 CO_{2 (g)} + 4 H₂O _(ℓ), ΔΗ = —2220 ΚJ

Επομένως, η πρότυπη ενθαλπία καύσης είναι …

ΔΗ_c ^o < 0

Καύση προπανίου

Aρνητική :

2.1. Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

Πρότυπη Ενθαλπία Καύσης , ΔΗ_c ^o

Γραφή θερμοχημικής εξίσωσης καύσης

C₃H₈

O₂

CO₂

H₂O

+

+

ΔΗ_C^o (C₃H₈) = —2220 ΚJ

, ΔΗ = —2220 ΚJ

3

4

5

2.1. Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

Πρότυπη Ενθαλπία Καύσης , ΔΗ_c ^o

Γραφή θερμοχημικής εξίσωσης καύσης

⮚ το παραγόμενο Η₂Ο από την καύση είναι σε υγρή μορφή : Η₂Ο _(ℓ)

⮚ πρέπει να φροντίζουμε να βάζουμε συντελεστή 1 σε ουσία που καίγεται

👓 Π.χ. Αν ΔΗ_c^o (H₂) = —285 KJ/mol.

Λάθος γραφή : 2 Η_{2 (g)} + O_{2 (g)} → 2 H₂O _(ℓ) , ΔΗ = —285 KJ

Σωστή γραφή : Η_{2 (g)} + ½ O_{2 (g)} → H₂O _(ℓ) , ΔΗ = —285 KJ

Σωστή γραφή : 2 Η_{2 (g)} + O_{2 (g)} → 2 H₂O _(ℓ) , ΔΗ = 2۰(—285) KJ

Τότε :

2.1. Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

Πρότυπη Ενθαλπία Εξουδετέρωσης , ΔΗ_n ^o

η μεταβολή της ενθαλπίας …

κατά την

Πλήρη εξουδετέρωση

1 mol

ιόντων Η⁺

ενός οξέος

1 mol ιόντων

ΟΗ^—

μιας βάσης

σε

αραιό

υδατικό

διάλυμα

σε

πρότυπη

κατάσταση

από

C = 1 M

2.1. Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

neutralization

Πρότυπη Ενθαλπία Εξουδετέρωσης , ΔΗ_n ^o

Η εξουδετέρωση είναι εξώθερμη αντίδραση.

Επομένως, η πρότυπη ενθαλπία εξουδετέρωση

είναι …

… αρνητική : ΔΗ_n ^o < 0

HNO_{3 (aq)} + KOH _(aq) → KNO_{3 (aq)} + H₂O _{(ℓ )} ,

ΔΗ = —57,1 ΚJ

2.1. Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

Πρότυπη Ενθαλπία Εξουδετέρωσης , ΔΗ_n ^o

ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΤΕΣ

2.1. Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

ΑΣΘΕΝΕΙΣ

ΙΣΧΥΡΟΙ

Πρότυπη Ενθαλπία Εξουδετέρωσης , ΔΗ_n ^o

ΙΣΧΥΡΟΙ & ΑΣΘΕΝΕΙΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΤΕΣ

2.1. Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

Πρότυπη Ενθαλπία Εξουδετέρωσης , ΔΗ_n ^o

Ι) Εξουδετέρωση ισχυρού οξέος από ισχυρή βάση

OH^—_(aq)

Τα ισχυρά οξέα

ιοντίζονται πλήρως

οι ισχυρές βάσεις

διίστανται πλήρως

Στο διάλυμα δεν υπάρχουν μη ιοντισμένα μόρια

HCl _(aq)

→

H⁺ _(aq)

👓 Π.χ.

Cl^—_(aq)

+

NaOH _(aq)

→

Na⁺_(aq)

+

👓 Π.χ.

2.1. Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

Πρότυπη Ενθαλπία Εξουδετέρωσης , ΔΗ_n ^o

ΔΗ = ;

ΔΗ = —57,1 ΚJ

👓 Π.χ. 1

HCl _(aq) + NaOH _(aq)

→

NaCl _(aq) + H₂O _{(ℓ )}

👓 Π.χ. 2

Ι) Εξουδετέρωση ισχυρού οξέος από ισχυρή βάση

HNO_{3 (aq)}

+

KOH _(aq)

→

KNO_{3 (aq)} + H₂O _{(ℓ )}

2.1. Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

H⁺_(aq)

+

OH^—_{(aq )}

→

H₂O _{( ℓ )} ,

ΔH = — 57,1 ΚJ

ΔΗ = ;

ΔΗ= —57,1 ΚJ

Πρότυπη Ενθαλπία Εξουδετέρωσης , ΔΗ_n ^o

• Όταν αντιδρούν πολυπρωτικά οξέα (H₂SO_4­) ή

πολυυδροξυλικές βάσεις (Ca(OH)₂ , Ba(OH)_2­ )

​

Ι) Εξουδετέρωση ισχυρού οξέος από ισχυρή βάση

👓 Π.χ. 3

H₂SO_{4 (aq)} + NaOH _(aq)

2

→

Na₂SO_{4 (aq)} + H₂O _{(ℓ ) ,}

2

H⁺_(aq)

+

OH^—_{(aq )}

→

H₂O _{( ℓ )} ,

ΔH = — 57,1 ΚJ

ΔH = 2(— 57,1) ΚJ

HNO_{3 (aq)} + Ca(OH)_{2 (aq)}

👓 Π.χ. 4

Ca(NO₃)_2(aq) + H₂O _{(ℓ )} ,

→

2

2

ΔH = 2(— 57,1) ΚJ

2.1. Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

2

2

2

⋅2

Πρότυπη Ενθαλπία Εξουδετέρωσης , ΔΗ_n ^o

ΙΙ) Εξουδετέρωση ασθενούς οξέος από ισχυρή βάση

HCN _(aq) + NaOH _(aq) → NaCN _(aq) + H₂O _(ℓ) , ΔΗ_n^o = ;

👓 Π.χ.

Eξουδετέρωση :

Ιοντισμός ΗCN

Εξώθερμη

Ενδόθερμη

HCN _(aq) ⇌ H⁺_(aq) + CN^—, ΔΗ₁ = + 46,5 KJ

Συνολικά ;

2.1. Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

Πρότυπη Ενθαλπία Εξουδετέρωσης , ΔΗ_n ^o

ΙΙ) Εξουδετέρωση ασθενούς οξέος από ισχυρή βάση

ΔΗ_n^o = 46,5 —57,1

HCN _(aq) + NaOH _(aq) → NaCN _(aq) + H₂O _(ℓ) , ΔΗ_n^o = ;

• 1^ο στάδιο : Ιοντισμός ΗCN :

HCN _(aq) ⇌ H⁺_(aq) + CN^—

• 2^ο στάδιο : Eξουδετέρωση :

Η⁺_(αq) + OH^—_(aq) → H₂O _{(ℓ )} ,

• Συνολικά :

HCN _(aq) + NaOH _(aq) → NaCN _(aq) + H₂O _(ℓ),

👓 Π.χ.

ΔΗ_n^o = - 10,6 ΚJ

, ΔΗ₁ = + 46,5 KJ

ΔΗ₂ = —57,1 ΚJ

2.1. Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

• CH_4(g) + 2 O_{2 (g)} → CO_{2 (g)} + 2 H₂O _(l) , ΔΗ = ;

x mol

2x mol

x mol

εκλύονται ⎢ΔΗ ⎢⋅x KJ

n = m/Mr

x = 8/16

x = 0,5 mol CH₄

Q = ⎢ΔΗ ⎢⋅x KJ

445 = ⎢ΔΗ ⎢⋅0,5 KJ

⎢ΔΗ ⎢= 890 ΚJ

ΔΗ = -890 ΚJ /mol

2x mol

• CH_4(g) + 2 O_{2 (g)} → CO_{2 (g)} + 2 H₂O _(l) , ΔΗ = -890 KJ/mol

n = m/Mr

n = 8/16

x = 0,5 mol CH₄

0,5 mol CH₄

n = 80/16

x = 5 mol CH₄

n = 16/16

x = 1 mol CH₄

5 mol CH₄

1 mol CH₄

H_2(g)

ΔΗ = -92,3 KJ

HCl_(g)

→

Cl_{2 (g)}

+

½

½

H_2(g)

ΔΗ = 2(-92,3) KJ

HCl_(g)

→

Cl_{2 (g)}

+

2

H₂ (g) + ½ O₂ (g)

H₂O (ℓ)

H₂O (g)

ΔΗ₂

ΔΗ₁

H

⏐ΔΗ₂⏐ < ⏐ΔΗ₁ ⏐

ΔΗ₂ > ΔΗ₁

= -512 KJ

-464 KJ =

CH₄

CH₂=CH₂

: x mol

: y mol

• m_ολ = mCH₄ + m_C2H4

6 = x16 + y28

3 = x13 + y14

(1)

• CH_4(g) + 2 O_{2 (g)} → CO_{2 (g)} + 2 H₂O _(l) , ΔΗ = -802 KJ

x mol

εκλύονται ⎢Q₁⎢ = 802x KJ

• C₂H_4(g) + 2 O_{2 (g)} → 2CO_{2 (g)} + 2 H₂O _(l) , ΔΗ = -1010 KJ

x mol

εκλύονται ⎢Q₂⎢ = 1010y KJ

Q_ολ = Q1 + Q₂

261,4 = 802x+1010y

(2)

(1)

,(2)

x=0,2 mol

y=0,1 mol

m₁ =0,2⋅16 = 3,2 g CH₄

m₂ =0,1⋅28 = 2,8 g C₂H₄

• C_(s) + O_{2 (g)} → CO_{2 (g)} , ΔΗ = -394 KJ

x mol

εκλύονται ⎢Q₁⎢ = 394x KJ

2 mol

απορροφώνται ⎢Q₂⎢ = 2⋅1600 KJ

2

3/2

• Al₂O_{3 (g)} → Al_(s) + O_{2 (g)} ,

ΔΗ^ο = ΣΔΗ_f ^o _{(προϊόντων)} — ΣΔΗ_f^o _{(αντιδρώντων)}

ΔΗ^ο = 2 ΔΗ_f ^o _(Al) + 3/2ΔΗ_f ^o _(O2) — ΔH_f^o_(Al2O3)

ΔΗ^ο = — ΔH_f^o_(Al2O3)

ΔΗ^ο = +1600 KJ

ΔΗ^ο = + 1600 KJ

Πρέπει,

⎢Q₁⎢ = ⎢Q₂⎢

394x = 3200⎢

x = 3200/394

x = 8,12 mol C

m_C = n⋅Ar =8,12⋅ 12 = 97,46 g C

H⁺_(aq)

ΔΗ = -57,1 KJ

H₂O_(l)

→

OH^- _(aq)

+

HCl _(aq)

ΔΗ = -57,1 KJ

H₂O_(l)

→

NaOH _(aq)

+

NaCl _(aq)

+

n=CV

=0,2⋅3

=0,6 mol HCl

n=CV

=0,25⋅2

=0,5 mol ΝαΟΗ

0,6

0,5

-0,5

-0,5

+0,5

⎢Q ⎢=0,5⋅57,1 KJ

⎢Q ⎢=28,55 KJ

0,1

0,1

0,5

mol