เนื้อหา

• ที่จะก้าว
• เคล็ดลับ

เมื่อใดก็ตามที่คุณผสมส่วนประกอบทางเคมีไม่ว่าจะในครัวหรือในห้องปฏิบัติการทางเคมีคุณจะสร้างสารใหม่ที่เราเรียกว่า "ผลิตภัณฑ์" ในระหว่างปฏิกิริยาทางเคมีเหล่านี้ความร้อนอาจถูกดูดซับหรือให้ออกสู่สิ่งแวดล้อมได้ การแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างปฏิกิริยาเคมีกับสิ่งแวดล้อมเรียกว่าเอนทัลปีของปฏิกิริยาเขียนว่า ∆H หากต้องการค้นหา ∆H โปรดอ่านบทความต่อไปนี้

ที่จะก้าว

1. เตรียมสารตั้งต้นสำหรับปฏิกิริยาเคมี ในการวัดเอนทาลปีของปฏิกิริยาอย่างถูกต้องก่อนอื่นคุณจะต้องมีปริมาณสารตั้งต้นที่ถูกต้อง
   • ตัวอย่างเช่นสมมติว่าคุณต้องการหาเอนทาลปีของปฏิกิริยาที่น้ำเกิดจากไฮโดรเจนและออกซิเจน: 2H2 (ไฮโดรเจน) + O2 (ออกซิเจน) → 2H2O (น้ำ) สำหรับวัตถุประสงค์ของตัวอย่างนี้สมมติว่าเรามีไฮโดรเจน 2 โมลและออกซิเจน 1 โมล
2. ทำความสะอาดภาชนะที่ทำปฏิกิริยา เพื่อให้แน่ใจว่าปฏิกิริยาเกิดขึ้นโดยไม่มีการปนเปื้อนให้ทำความสะอาดภาชนะสำหรับทำปฏิกิริยา (โดยปกติจะเป็นแคลอริมิเตอร์) ที่คุณต้องการใช้
3. วางไม้กวนและเทอร์โมมิเตอร์ในภาชนะที่ทำปฏิกิริยา เตรียมส่วนผสมตามต้องการและวัดอุณหภูมิโดยถือทั้งแท่งกวนและเทอร์โมมิเตอร์ในแคลอริมิเตอร์
4. เทสารตั้งต้นลงในถังปฏิกิริยา เมื่อเตรียมทุกอย่างเรียบร้อยแล้วคุณสามารถใส่สารตั้งต้นในแคลอริมิเตอร์ได้ จากนั้นปิดทันที
5. วัดอุณหภูมิ. ใช้เทอร์โมมิเตอร์ที่คุณวางไว้ในแคลอริมิเตอร์บันทึกอุณหภูมิทันทีหลังจากเติมสารตั้งต้น
   • ในตัวอย่างข้างต้นสมมติว่าคุณใส่ไฮโดรเจนและออกซิเจนในเครื่องวัดความร้อนปิดเครื่องและสังเกตอุณหภูมิ (T1) 150K (ซึ่งต่ำมาก)
6. ดำเนินการต่อด้วยการตอบสนอง ให้เวลาสารบางอย่างในการทำปฏิกิริยาคนให้เข้ากันหากจำเป็นเพื่อเร่งความเร็วให้พอดี
7. วัดอุณหภูมิอีกครั้ง เมื่อปฏิกิริยาเสร็จสมบูรณ์ให้บันทึกอุณหภูมิอีกครั้ง
   • สมมติว่าในตัวอย่างอุณหภูมิที่สองคือ (T2) หรือ 95K
8. คำนวณความแตกต่างของอุณหภูมิ T1 และ T คุณสังเกตความแตกต่างเป็น ∆T
   • ในตัวอย่างคุณคำนวณ ∆T ดังนี้:
     ∆T = T2 - T1 = 95K - 185K = -90K
9. กำหนดมวลรวมของสารตั้งต้น หากคุณต้องการคำนวณมวลรวมของสารตั้งต้นคุณต้องมีมวลโมลาร์ของส่วนประกอบของคุณ มวลโมลาร์เป็นค่าคงที่ คุณจะพบสิ่งเหล่านี้ในตารางธาตุมาตรฐานหรือตารางเคมีอื่น ๆ
   • ในตัวอย่างข้างต้นคุณใช้ไฮโดรเจนและออกซิเจนซึ่งมีมวลโมลาร์ 2g และ 32g ตามลำดับ เนื่องจากคุณมีไฮโดรเจน 2 โมลและใช้ออกซิเจน 1 โมลคุณสามารถคำนวณมวลรวมของสารตั้งต้นได้ดังนี้:
     2x (2 ก.) + 1x (32 ก.) = 4 ก. + 32 ก. = 36 ก
10. คำนวณเอนทัลปีของปฏิกิริยา เมื่อคุณทำสิ่งนี้เสร็จแล้วคุณสามารถกำหนดเอนทัลปีของปฏิกิริยาได้ สูตรมีลักษณะดังนี้: ∆H = (m) x (s) x (∆T)
    • ในสูตร m คือมวลรวมของสารตั้งต้น s คือความร้อนจำเพาะซึ่งยังคงที่สำหรับแต่ละองค์ประกอบหรือวัสดุผสม
    • ในตัวอย่างข้างต้นผลิตภัณฑ์สุดท้ายคือน้ำโดยมีความร้อนจำเพาะ 4.2 JK-1 g-1 ดังนั้นจึงสามารถคำนวณเอนทัลปีของปฏิกิริยาได้ดังนี้:
      ∆H = (36 ก.) x (4.2 JK-1 g-1) x (-90K) = -13608 J
11. จดบันทึกผลลัพธ์ หากสัญลักษณ์ของคำตอบของคุณเป็นลบแสดงว่าปฏิกิริยาคายความร้อน: ความร้อนจะสูญเสียสู่สิ่งแวดล้อม หากสัญญาณของคำตอบเป็นบวกแสดงว่าปฏิกิริยานั้นเกิดความร้อน: ความร้อนจะถูกดูดซับจากสิ่งแวดล้อม
    • ในตัวอย่างข้างต้นคำตอบสุดท้ายคือ -13608 J ดังนั้นนี่คือปฏิกิริยาคายความร้อนที่ใช้พลังงานจำนวนมาก

เคล็ดลับ

• การคำนวณเหล่านี้ทำในหน่วยเคลวิน (K) ซึ่งเป็นมาตราส่วนสำหรับการวัดอุณหภูมิเช่นเดียวกับเซลเซียส หากคุณต้องการแปลงเคลวินเป็นเซลเซียสให้เพิ่ม 273 องศา: K = C + 273