Exemple de problème de changement d'enthalpie d'une réaction

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

Vous voudrez peut-être revoir le Lois de la thermochimie et Réactions endothermiques et exothermiques avant que tu commences. L'enthalpie est un propriété thermodynamique c'est la somme de l'énergie interne qui est ajoutée à un système et le produit de sa pression et de son volume. C'est une mesure de la capacité du système à libérer 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 h minuscule. Ses unités sont généralement joules, calories ou 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 du réactifs et des produits, puis en multipliant cette valeur par la quantité réelle (en moles) de matière présente.

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.

Ce type de problème est résolu en utilisant un tableau pour rechercher le changement d'enthalpie à moins qu'il ne vous soit donné (tel qu'il est ici). L'équation thermochimique nous dit que ΔH pour le décomposition de 1 mole de H₂O₂ est -98,2 kJ, donc cette relation peut 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'hydrogène et d'oxygène des atomes dans le peroxyde d'hydrogène, vous trouvez le 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

Le changement d'enthalpie, ΔH, lorsque 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 tous les facteurs de conversion s'annulent pour vous laisser une réponse en unités d'énergie. L'erreur la plus courante commise dans le calcul consiste à commuter accidentellement le numérateur et le dénominateur d'un facteur de conversion. L'autre écueil réside dans les chiffres importants. Dans ce problème, le changement d'enthalpie et de masse de l'échantillon a été donné à l'aide de 3 chiffres significatifs, donc la réponse doit être rapportée en utilisant le même nombre de chiffres.