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Exemple de changement d'enthalpie

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Cet exemple de problème montre comment trouver l'enthalpie nécessaire à la décomposition du peroxyde d'hydrogène.

Examen d'enthalpie

Vous voudrez peut-être examiner les lois de la thermochimie et des réactions endothermiques et exothermiques avant de commencer. L'enthalpie est une propriété thermodynamique qui est la somme de l'énergie interne ajoutée à un système et du produit de sa pression et de son volume. C'est une mesure de la capacité du système à dégager de la chaleur et à effectuer des travaux non mécaniques. Dans les équations, l'enthalpie est désignée par la lettre majuscule H, tandis que l'enthalpie spécifique est minuscule h. Ses unités sont généralement des joules, des calories ou des BTU.

Le changement d'enthalpie est directement proportionnel au nombre de réactifs et de produits, vous travaillez donc ce type de problème en utilisant le changement d'enthalpie pour la réaction ou en le calculant à partir des chaleurs de formation des réactifs et des produits, puis en multipliant cette valeur par la quantité réelle (en moles) de matière présente.

Problème d'enthalpie

Le peroxyde d'hydrogène se décompose selon la réaction thermochimique suivante:
H2O2(l) → H2O (l) + 1/2 O2(g); ΔH = -98,2 kJ
Calculez le changement d'enthalpie, ΔH, lorsque 1,00 g de peroxyde d'hydrogène se décompose.

Solution

Ce type de problème est résolu en utilisant un tableau pour rechercher le changement d'enthalpie sauf si cela vous est donné (comme c'est le cas ici). L’équation thermochimique nous dit que ΔH pour la décomposition de 1 mole de H2O2 -98,2 kJ, cette relation peut donc être utilisée comme facteur de conversion.

Une fois que vous connaissez le changement d'enthalpie, vous devez connaître le nombre de moles du composé concerné pour calculer la réponse. En utilisant le tableau périodique pour additionner les masses d'atomes d'hydrogène et d'oxygène dans le peroxyde d'hydrogène, vous trouvez la masse moléculaire de H2O2 est 34,0 (2 x 1 pour l'hydrogène + 2 x 16 pour l'oxygène), ce qui signifie que 1 mol H2O2 = 34,0 g H2O2.

En utilisant ces valeurs:

ΔH = 1,00 g H2O2 x 1 mol H2O2 / 34,0 g H2O2 x -98,2 kJ / 1 mol H2O2
ΔH = -2,89 kJ

Répondre

Le changement d'enthalpie, ΔH, quand 1,00 g de peroxyde d'hydrogène se décompose = -2,89 kJ

C'est une bonne idée de vérifier votre travail pour vous assurer que les facteurs de conversion s'annulent pour vous laisser une réponse en unités d'énergie. L'erreur la plus courante dans le calcul est de commuter accidentellement le numérateur et le dénominateur d'un facteur de conversion. L'autre piège est des chiffres significatifs. Dans ce problème, les modifications de l'enthalpie et de la masse de l'échantillon ont été données à l'aide de 3 chiffres significatifs. La réponse doit donc être indiquée avec le même nombre de chiffres.