Entalpi
Beräkna entalpiändringen för förbränning av etanol:
C2H5OH(g) + 3 O2(g) ----> 2 CO2 (g) + 3 H2O(l)
I 1 mol etanol finns det 5 mol C-H bindningar, 1 mol C-C bindningar, 1 mol C-O bindningar och 1 mol O-H bindningar. I 3 mol syrgas finns det 3 mol O=O bindningar.
Tillförd energi: 4722kJ
I produkterna finns det 2 mol koldioxid som har 2 mol C=O bindningar och i 3 mol vatten finns det 2 mol O-H bindningar.
frigjord energi: 5782kJ
Entalpiändring =4722kJ- 5782kJ = -1060kJ
stämmer detta?
har även en fråga om eftersom i en exoterm reaktion ska entalpi för reaktanterna vara högre än produkternas entalpi.
motsvarar 5782kJ summan av reaktanternas entalpi?
motsvarar -1060kJ produkternas entalpi?
Utan att kontrollräkna uppgiften ser det rimligt ut.
motsvarar 5782kJ summan av reaktanternas entalpi?
Nej, inte på något sätt jag kan komma på.
motsvarar -1060kJ produkternas entalpi?
Bara om man räknar reaktanternas entalpi som 0.
Du (fortsätter att) blanda ihop entalpi och energi.
Entalpi är ett helt konstgjort begrepp som är till för att underlätta kemiska beräkningar. Det motsvarar summan av ett systems (system=det man tittar på, t ex syrgas eller en kolbit) inre energi och dess tryck multiplicerat med dess volym. H=U+pV.
Man kan inte mäta hur stort ett systems inre energi är, utan man kan bara mäta förändringar av den inre energin. Således kan man bara mäta skillnaden i ett systems entalpi när något sker. ”Hur stor är entalpin?” är lite som att fråga efter längden på ett snöre. Det finns inget svar. Däremot kan man fråga ”Hur mycket kortare blir snöret om man kapar av 10 cm?”. Det motsvarar att fråga hur mycket entalpin ändras.
Det finurliga med entalpi är att ändringen i entalpi vid någon viss process (t ex en kemisk reaktion) motsvarar hur mycket energi (värme) som måste tillföras eller fås ut när processen sker vid konstant tryck, vilket normalt är fallet inom kemi. Det finns ytterligare ett viktigt begrepp inom kemin relaterat till detta - Gibbs fria energi. Det anger hur mycket nyttigt arbete man maximalt kan få ut ur processen/reaktionen.
Om man har ett batteri med en reaktion där entalpiändringen är -100 kJ men ändringen i Gibbs fria energi är -50 kJ innebär det att man bara kan utnyttja 50 % av energin som frigörs till att utföra arbete. Den andra halvan förloras som värme och kan inte användas för att t ex driva en miniräknare.
Energi är alltså ett mycket bredare begrepp än entalpi och man kan bl a prata om hur mycket energi som finns lagrad i en kemisk bindning. Det kallas för bindningsenergi. För att bryta bindningarna mellan atomerna hos reaktanterna måste man summera deras bindningsenergier. När de frigjorda atomerna sedan sätts ihop till nya ämnen frigörs energi motsvarande bindningsenergin hos produkterna.
Det visar sig att denna ändring i bindningsenergi ungefär motsvarar hur mycket entalpin ändras vid reaktionen. Det beror på att ändringen i bindningsenergi är nära anknuten till ändringen i inre energi. Däremot struntar man helt i pV-termen i ekvationen ovan när man gör denna uppskattning och därför är inte ändringen i entalpi och bindningsenergi exakt likadana.
