31.05.2015 16:05:03
Slučovací teplo

Změna enthalpie, popřípadě vnitřní energie při tvorbě sloučeniny z prvků se nazývá slučovací teplo. Aby bylo možno slučovací tepla navzájem srovnávat a tabelovat, je třeba standardisovat podmínky: volí se standartní teplota a tlak, prvky i sloučenina se uvažují ve formě termodynamicky stálé za standartních podmínek (např. grafit, nikoli diamant, kapalná voda, nikoli vodní pára ap.). Takto vymezené teplo, vztažené na jednotkové látkové množství uvažované sloučeniny, se nazývá standartní slučovací teplo (enthalpie) DH0f [kJ.mol-1].
Slučovací tepla (enthalpie) lze zřídka přímo měřit, většinou se zjišŤují výpočtem ze spalných tepel. Co se týče prvků nulovou hodnotu slučovací enthalpie mají prvky ve svém standartním (základním) stavu, tzn. např. zlato, stříbro, zinek apod. ve formě atomů, ale např. vodík, kyslík, chlor mají nulovou slučovací enthalpii ve dvouatomových molekulách H2, O2, Cl2, zatímco volné atomy H, O, Cl mají slučovací teplo (enthalpie) paradoxně rovnou změně enthalpie (popř. vnitřní energie) při rozkladu molekul prvků na atomy.

Znalost slučovacích tepel jednotlivých sloučenin je velmi důležitá, neboť pomocí nich a Hessova zákona lze spočítat teplo jakékoli reakce.

Při znalosti Hessova zákona lze reakci ve schématu reaktanty ===> produkty převést myšlenkově přes prvky (ve standartním stavu), takže schema bude vypadat následovně reaktanty ===> prvky ===> produkty. Nyní je zřejmé, že pro druhou část této rovnice prvky ===> produkty stačí najít v tabulkách slučovací enthalpie produktů, vynásobit koeficienty rovnice, sečíst a je "hotovo" neboť slučovací enthalpie příslušné sloučeniny (produktu) je sama o sobě definována jako prvky ===> produkt.
Matematicky to odpovídá Sprodukty nproduktů . DH0f, produktů
Pro první část rovnice reaktanty ===> prvky by platilo to samé, kdyby ovšem směřovala šipka obráceně. To lze jednoduše vyřešit tím, že se obrátí znaménko. A tak stačí najít v tabulkách slučovací enthalpie reaktantů, vynásobit koeficienty rovnice, sečíst, přidat znaménko minus a je "hotovo". neboť slučovací enthalpie příslušné sloučeniny (produktu) je sama o sobě definována jako reaktant <=== prvky.
Matematicky to odpovídá -Sreaktanty nreaktantů . DH0f, reaktantů

Pro reakci jako celek pak stačí obě části rovnice dát dohromady:
Matematicky tedy platí: DH0f, reakce = Sprodukty nproduktů . DH0f, produktů -Sreaktanty nreaktantů . DH0f, reaktantů
Slovy: Reakční teplo (enthalpie) reakce se vypočítá jako součet standartních slučovacích tepel (enthalpií) produktů vynásobených jejich koeficienty od kterých se odečte součet standartních slučovacích tepel (enthalpií) reaktantů vynásobených jejich koeficienty.


Příklad č. 1:
2NaHCO3(s) ===> Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)
Myšlenkově vsuneme prvky ve standartním stavu:
2NaHCO3(s) ===> 2Na(s) + H2(g) + 2C(s) + 3O2(g) ===> Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)

Pro druhou část rovnice platí:
Sprodukty nproduktů . DH0f, produktů = 1.DH0f Na2CO3(s) + 1.DH0f H2O(g) + 1.DH0f CO2(g) = (dle tabulek)
= 1.(-1131) + 1.(-242) + 1. (-394) = - 1767 kJ.mol-1

Pro první část rovnice platí:
Sreaktanty nreaktantů . DH0f, reaktantů = 2.DH0f NaHCO3(s) = (dle tabulek)
= 2.(-948) = - 1896 kJ.mol-1

Celkově platí: pordukty - reaktanty:
DH0f, reakce = Sprodukty nproduktů . DH0f, produktů -Sreaktanty nreaktantů . DH0f, reaktantů
DH0f, reakce = (- 1767) - (- 1896) = + 129 kJ.mol

Odpověď : Jedná se o endotermní reakci, pro jejíž průběh je třeba reakci dodávat molární teplo (enthalpii) 129 kJ.mol.


Příklad č. 2 - klikni pro srovnání na příklad s vazebnou energií :
H2(g) + Cl2(g) ===> 2HCl(g)
Jedná se vlastně pouze o druhou část rovnice reaktanty ===> prvky ===> produkty:
H2(g) + Cl2(g) ===> 2HCl(g)

Pro druhou část rovnice platí:
Sprodukty nproduktů . DH0f, produktů = 2.DH0f HCl(g) = (dle tabulek) = 2.(-92) = - 184 kJ.mol-1

První část rovnice neexistuje, resp. rovná se nule.
Sreaktanty nreaktantů . DH0f, reaktantů = 0

Celkově platí: produkty - reaktanty:
DH0f, reakce = Sprodukty nproduktů . DH0f, produktů -Sreaktanty nreaktantů . DH0f, reaktantů
DH0f, reakce = (- 184) - 0 = - 184 kJ.mol

Odpověď : Jedná se o exotermní reakci, při které se uvolňuje molární teplo (enthalpie, energie) 184 kJ.mol (klikni pro srovnání na příklad s vazebnou energií).


Příklad č. 3 - klikni pro srovnání na příklad se spalnou energií :
C6H6(l) + 15/2O2(g) ===> 6CO2 (g) + 3H2O(g)
Myšlenkově vsuneme prvky ve standartním stavu:
C6H6(l) + 15/2O2(g) ===> 6C(s) + 3H2(g) + 15/2O2(g) ===> 6CO2 (g) + 3H2O(g)

Pro druhou část rovnice platí:
Sprodukty nproduktů . DH0f, produktů = 6.DH0f CO2(g) + 3.DH0f H2O(g) = (dle tabulek)
= 6.(-393,5) + 3.(-242) = - 3087 kJ.mol-1

Pro první část rovnice platí:
Sreaktanty nreaktantů . DH0f, reaktantů = 1.DH0f C6H6(l) + 15/2.DH0f O2(g) = (dle tabulek)
= 1.(+49) + 15/2.0 = + 49 kJ.mol-1

Celkově platí: pordukty - reaktanty:
DH0f, reakce = Sprodukty nproduktů . DH0f, produktů -Sreaktanty nreaktantů . DH0f, reaktantů
DH0f, reakce = (- 3087) - (+ 49) = - 3136 kJ.mol

Odpověď : Jedná se o exotermní reakci, při které se uvolňuje molární teplo (enthalpie, energie) 3381 kJ.mol (klikni pro srovnání na příklad se spalnou energií).


Klikni pro tabulky, kde je standartní slučovací teplo uvedeno ve sloupečku pod označení (DH0SL) 298 - hodnoty bez záruky

[termochemické zákony][slučovací teplo][spalné teplo][vazebná energie][rozpouštěcí a zřeďovací teplo][chladící směsi]


[nahoru][termochemie][fyzikální chemie][go home]