Obsah

• Na krok
• Tipy

Kedykoľvek zmiešate chemické zložky, či už v kuchyni alebo v chemickom laboratóriu, vytvoríte nové látky, ktoré nazývame „výrobky“. Počas týchto chemických reakcií môže byť teplo absorbované z prostredia alebo odovzdané do okolitého prostredia. Výmena tepla počas chemickej reakcie s prostredím je známa ako entalpia reakcie, ktorá sa označuje ako ∆H. Ak chcete nájsť ∆H, prečítajte si nasledujúci článok.

Na krok

1. Pripravte reaktanty na chemickú reakciu. Aby ste mohli správne zmerať entalpiu reakcie, musíte najskôr mať správne množstvo každého reaktantu.
   • Predpokladajme napríklad, že chcete nájsť entalpiu reakcie, pri ktorej sa voda vytvára z vodíka a kyslíka: 2H2 (vodík) + O2 (kyslík) → 2H2O (voda). Na účely tohto príkladu predpokladajme, že máme 2 móly vodíka a 1 mól kyslíka.
2. Vyčistite reakčnú nádobu. Aby ste sa uistili, že reakcia prebehne bez kontaminácie, vyčistite reakčnú nádobu (zvyčajne kalorimeter), ktorú chcete použiť.
3. Vložte miešaciu tyčinku a teplomer do reakčnej nádoby. Pripravte zmes podľa potreby a zmerajte ich teplotu držaním miešadla a teplomeru v kalorimetri.
4. Nalejte reaktanty do reakčnej nádoby. Keď je všetko správne pripravené, môžete reaktanty vložiť do kalorimetra. Potom ju okamžite zatvorte.
5. Zmerajte teplotu. Pomocou teplomera, ktorý ste umiestnili do kalorimetra, okamžite zaznamenajte teplotu po pridaní reaktantov.
   • Vo vyššie uvedenom príklade predpokladajme, že ste do kalorimetra vložili vodík a kyslík, uzavreli ho a zaznamenali ste teplotu (T1) 150 K (čo je veľmi nízka).
6. Pokračujte s odpoveďou. Dajte látkam istý čas na reakciu, v prípade potreby ich premiešajte, aby ste to úplne urýchlili.
7. Znovu zmerajte teplotu. Po dokončení reakcie sa teplota opäť zaznamená.
   • Predpokladajme, že v príklade je druhá teplota (T2) alebo 95 K.
8. Vypočítajte rozdiel teplôt T1 a T. Rozdiel zaznamenáte ako ∆T.
   • V príklade vypočítate ∆T takto:
     ∆T = T2 - T1 = 95K - 185K = -90K
9. Stanovte celkovú hmotnosť reaktantov. Ak chcete vypočítať celkovú hmotnosť reaktantov, potrebujete molárnu hmotnosť vašich zložiek. Molárna hmotnosť je konštanta; nájdete ich v štandardných periodických tabuľkách alebo iných chemických tabuľkách.
   • V príklade vyššie použijete vodík a kyslík, ktoré majú molárne hmotnosti 2 g, respektíve 32 g. Pretože máte 2 móly vodíka a použili ste 1 mól kyslíka, môžete vypočítať celkovú hmotnosť reaktantov nasledovne:
     2x (2g) + 1x (32g) = 4g + 32g = 36g
10. Vypočítajte entalpiu reakcie. Len čo to urobíte, môžete určiť entalpiu reakcie. Vzorec vyzerá takto: ∆H = (m) x (s) x (∆T)
    • Vo vzorci m je celková hmotnosť reaktantov; s je špecifické teplo, ktoré je tiež konštantné pre každý prvok alebo zložený materiál.
    • V príklade vyššie je konečným produktom voda so špecifickým teplom 4,2 JK-1 g-1. Entalpiu reakcie je preto možné vypočítať takto:
      ∆H = (36 g) x (4,2 JK-1 g-1) x (-90 K) = -13608 J
11. Výsledok si poznačte. Ak je znak vašej odpovede negatívny, reakcia je exotermická: do životného prostredia sa stráca teplo. Ak je znak odpovede pozitívny, potom je reakcia endotermická: teplo je absorbované z okolia.
    • Vo vyššie uvedenom príklade je posledná odpoveď -13608 J. Ide teda o exotermickú reakciu, pri ktorej sa spotrebuje značné množstvo energie.

Tipy

• Tieto výpočty sa vykonávajú v Kelvinoch (K) - stupnica pre meranie teploty rovnako ako v stupňoch Celzia. Ak chcete previesť Kelvin na Celzia, stačí pridať 273 stupňov: K = C + 273.