Thermochemie
Thermochemie
Thermochemie houdt zich bezig met warmte (energie) veranderingen in chemische reacties. Bij chemische reacties komt warmte vrij of wordt geabsorbeerd. Als reactie warmte absorbeert, noemen we ze endotherme reacties en als reactie warmte afgeeft, noemen we ze exotherme reacties . Nu onderzoeken we ze een voor een in detail.
Endotherme Reacties:
Verdamping van water, sublimatie van naftaleen, oplossing van suiker in water zijn voorbeelden van endotherme reacties. Bij endotherme reacties is de potentiële energie van reactanten lager dan de potentiële energie van producten. Om dit energieverschil in evenwicht te brengen, wordt warmte aan de reactie gegeven. Potentiële energie (enthalpie wordt later uitgelegd) wordt weergegeven met H.
H2O(l) + Warmte → H2O(g)
Na + Warmte → Na+1 + e-
2NH3 + Warmte → N2 + 3H2
Kijk naar de volgende reactie;
Onderstaande grafiek toont energieveranderingen in endotherme reacties;
Zoals u in de gegeven grafiek kunt zien, is H2 in endotherme reacties altijd groter dan H1. Dus, ΔH = H2-H1 is altijd positief. In reacties schrijven we het als;
CaCO3(s) + Warmte → CaO(s) + CO2(g) (Warmte is positief)
Exotherme Reacties:
Condensatie van gassen, verbrandingsreacties zijn voorbeelden van exotherme reacties. In deze reacties zijn potentiële energieën van reactanten hoger dan potentiële energieën van producten. Overmatige hoeveelheid energie wordt in de rechterkant van de reactie geschreven om het energieverschil in evenwicht te brengen.
H2O(g) → H2O(l) + Warmte
O + e- → O-1 + Warmte
H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(g) + Warmte
Kijk naar de volgende reactie;
Onderstaande grafiek toont energieveranderingen in exotherme reacties;
Zoals u in de gegeven grafiek kunt zien, is H1 in exotherme reacties altijd groter dan H2. Dus, ΔH = H2-H1 is negatief. In reacties schrijven we het als;
N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) + Warmte
Voorbeeld: Welke van de volgende reacties zijn exotherm, met andere woorden ΔH is negatief?
I. H2O(g) → H2O(l) ΔH1
II. K(g) → K+(g) + e- ΔH2
III. C(s) + O2(g) → CO2(g) ΔH3
Oplossing:
Wanneer zaken van staat veranderen van gas in vloeistof, geven ze energie vrij. I is een exotherme reactie. ΔH1 is negatief.
Om één elektron uit het atoom te verwijderen, moeten we energie geven, dus II is een endotherme reactie en ΔH2 is positief.
Bij verbrandingsreacties komt energie (warmte) vrij. III is een exotherme reactie. ΔH3 is negatief.