Die Reaktionsenthalpie bestimmen: 11 Schritte (mit Bildern)

Schritte
Tipps

Immer wenn man chemische Komponenten mischt, sei es in der Küche oder im Chemielabor, entstehen neue Stoffe, die wir „Produkte“ nennen. Bei diesen chemischen Reaktionen kann Wärme von der Umgebung aufgenommen oder an die Umgebung abgegeben werden. Der Wärmeaustausch bei einer chemischen Reaktion mit der Umgebung wird als Reaktionsenthalpie bezeichnet, geschrieben als ∆H. Um ∆H zu finden, lesen Sie den folgenden Artikel.

Schritte

1. Bereiten Sie die Reaktionspartner für die chemische Reaktion vor. Um die Reaktionsenthalpie richtig zu messen, müssen Sie zuerst die richtige Menge jedes Reaktanten haben.

Angenommen, Sie möchten die Reaktionsenthalpie ermitteln, bei der Wasser aus Wasserstoff und Sauerstoff gebildet wird: 2H2 (Wasserstoff) + O2 (Sauerstoff)→2H2O (Wasser). Nehmen wir für dieses Beispiel an, wir haben 2 Mol Wasserstoff und 1 Mol Sauerstoff.

2. Reinigen Sie das Reaktionsgefäß. Um sicherzustellen, dass die Reaktion ohne Kontamination abläuft, reinigen Sie das Reaktionsgefäß (normalerweise ein Kalorimeter), das Sie verwenden möchten.

3. Legen Sie ein Rührstäbchen und ein Thermometer in das Reaktionsgefäß. Bereiten Sie die Mischung nach Bedarf vor und messen Sie ihre Temperatur, indem Sie sowohl den Rührstab als auch das Thermometer in das Abziehbild halten.

4. Gießen Sie die Reaktanten in das Reaktionsgefäß. Wenn alles gut vorbereitet ist, können Sie die Reaktanten in das Kalorimeter geben. Danach gleich wieder schließen.

5. Temperatur messen. Mit dem im Kalorimeter platzierten Thermometer die Temperatur sofort nach Zugabe der Reaktanten aufzeichnen.

Nehmen wir im obigen Beispiel an, Sie geben Wasserstoff und Sauerstoff in das Kalorimeter, versiegeln es und stellen eine Temperatur (T1) von 150 K fest (was sehr niedrig ist).

6. Weiter mit dem Kommentar. Geben Sie den Substanzen etwas Zeit zum Einwirken, rühren Sie ggf. um, um es genau zu beschleunigen.

7. Messen Sie die Temperatur erneut. Wenn die Reaktion beendet ist, notieren Sie die Temperatur erneut.

Nehmen wir im Beispiel an, die zweite Temperatur ist (T2) oder 95K.

8. Berechnen Sie die Temperaturdifferenz von T1 und T. Den Unterschied schreibst du als ∆T.

Im Beispiel berechnen Sie ∆T wie folgt:
∆T = T2 – T1 = 95K – 185K = -90K

9. Bestimmen Sie die Gesamtmasse der Reaktanten. Wenn Sie die Gesamtmasse der Edukte berechnen möchten, benötigen Sie die Molmasse Ihrer Komponenten. Die Molmasse ist eine Konstante; Sie finden diese in Standard-Periodensystemen oder anderen Chemietabellen.

Im obigen Beispiel verwenden Sie Wasserstoff und Sauerstoff, die Molmassen von 2 g bzw. 32 g haben. Da Sie 2 Mol Wasserstoff haben und 1 Mol Sauerstoff verbraucht haben, können Sie die Gesamtmasse der Reaktanten wie folgt berechnen:
2x(2g) + 1x(32g) = 4g + 32g = 36g

10. Berechnen Sie die Reaktionsenthalpie. Nachdem Sie dies getan haben, können Sie die Reaktionsenthalpie bestimmen. Die Formel sieht so aus: ∆H = (m) x (s) x ( ∆T)

In der Formel ist m die Gesamtmasse der Reaktanten; s ist die spezifische Wärme, die auch für jedes Element oder jede Verbindung konstant ist.

Im obigen Beispiel ist das Endprodukt Wasser mit einer spezifischen Wärme von 4,2 JK-1 g-1. Die Reaktionsenthalpie lässt sich daher wie folgt berechnen:
∆H=(36g) x (4.2 JK-1 g-1) x (-90K )=-13608 J

11. Notieren Sie sich das Ergebnis. Wenn das Vorzeichen Ihrer Antwort negativ ist, ist die Reaktion exotherm: Wärme geht an die Umgebung verloren. Ist das Vorzeichen der Antwort positiv, dann ist die Reaktion endotherm: Wärme wird aus der Umgebung aufgenommen.

Im obigen Beispiel lautet die letzte Antwort -13608 J. Dies ist also eine exotherme Reaktion, die viel Energie verbraucht.

Tipps

Diese Berechnungen erfolgen in Kelvin (K) – einer Temperaturmessskala wie Celsius. Wenn Sie Kelvin in Celsius umrechnen möchten, addieren Sie einfach 273 Grad: K = C + 273.