Chemische thermodynamica: verschil tussen versies

Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Wikichemicus (overleg | bijdragen)
meer relevante link voor en: wiki
RudolphousBot (overleg | bijdragen)
ASCII-art (->)
Regel 21:
Stel dat men de standaard verbrandingsenthalpie berekenen van waterstof bij 298 K wil berekenen.
 
H<sub>2</sub> (g) + 1/2 O<sub>2</sub> (g) -> H<sub>2</sub>O (l)
 
Omdat water hier wordt gevormd uit de elementen waterstof en zuurstof is de verbrandingsenthalpie gelijk aan de vormingsenthalpie van water (nl. -285,83 kJ/mol).
Regel 27:
Maar hoe zit het bij de verbranding van methaan (aardgas).
 
CH<sub>4</sub> (g) + 2 O<sub>2</sub> (g) -> CO<sub>2</sub> (g) + 2 H<sub>2</sub>O (l)
 
Zoals je ziet wordt hier CO<sub>2</sub> en H<sub>2</sub>O gevormd maar niet uit hun elementen. Een truukje is hier op zijn plaats: we kunnen net doen alsof we de stoffen links ''afbreken'' tot hun elementen en de rechter stoffen ''opbouwen'' uit deze elementen:
 
CH<sub>4</sub> (g) -> C (s,grafiet) + 2 H<sub>2</sub> (g) ( Δ<sub>r</sub>H=-Δ<sub>f</sub>H(CH<sub>4</sub>)=74,81 kJ/mol )
 
C (s,grafiet) + O<sub>2</sub> (g) -> CO<sub>2</sub> (g) ( Δ<sub>r</sub>H=Δ<sub>f</sub>H(CO<sub>2</sub>)=-393,51 kJ/mol )
 
2 H<sub>2</sub> (g) + O<sub>2</sub> (g) -> 2 H<sub>2</sub>O (l) ( Δ<sub>r</sub>H=2Δ<sub>f</sub>H(H<sub>2</sub>O)= 2( -285,83 ) kJ/mol )
 
Nu kunnen de reactie-enthalpieën van deze individuele reacties worden opgeteld om zo de standaard verbrandingsenthalpie van methaan te verkrijgen:
Regel 51:
Als we beide gassen willen gebruiken om bv. een kamer te verhitten hebben we weinig aan de standaard verbrandingsenthalpie (''standard enthalpy of combustion'' Δ<sub>c</sub>H<sup>Ø</sup>) op zich.
 
H<sub>2</sub> (g) + 1/2 O<sub>2</sub> (g) -> H<sub>2</sub>O (g)<br />
CH<sub>4</sub> (g) + 2 O<sub>2</sub> (g) -> CO<sub>2</sub> (g) + 2 H<sub>2</sub>O (g)<br /><br />
 
We willen graag de enthalpies berekenen van bovenstaande reacties. Voor de verbranding van waterstof is deze gelijk aan de standaard vormingsenthalpie van waterdamp (Δ<sub>f</sub>H<sup>Ø</sup>(H<sub>2</sub>O(g))= -241,82 kj/mol).
Regel 58:
Voor methaan kunnen we twee wegen bewandelen. We kunnen de laatste standaard enthalpieberekening herhalen met in plaats van de vormingsenthalpie van water die van waterdamp (waardoor het natuurlijk geen standaard verbrandingsenthalpie meer is).
 
CH<sub>4</sub> (g) -> C (s,grafiet) + 2 H<sub>2</sub> (g) ( Δ<sub>r</sub>H=-Δ<sub>f</sub>H(CH<sub>4</sub>)=74,81 kJ/mol)
C (s,grafiet) + O<sub>2</sub> (g) -> CO<sub>2</sub> (g) ( Δ<sub>r</sub>H=Δ<sub>f</sub>H(CO<sub>2</sub>)=-393,51 kJ/mol)
 
2 H<sub>2</sub> (g) + O<sub>2</sub> (g) -> 2 H<sub>2</sub>O (g) ( Δ<sub>r</sub>H=2Δ<sub>f</sub>H(H<sub>2</sub>O)= 2( -241,82 ) kJ/mol )
 
Maar je kunt ook het volgende reactiepad kiezen.
 
CH<sub>4</sub> (g) + 2 O<sub>2</sub> (g) -> CO<sub>2</sub> (g) + 2 H<sub>2</sub>O (l) ( Δ<sub>c</sub>H<sup>Ø</sup>(CH<sub>4</sub>)= -890,36 kJ/mol )
2 H<sub>2</sub>O (l) -> 2 H<sub>2</sub>O (g) (2Δ<sub>vap</sub>H<sup>Ø</sup>= 2( 44,016 ) kJ/mol )
 
De enthalpie van de totaalreactie is dan.