Reacții exoterme și endoterme: semnul entalpiei
Interpretezi ΔH și calculezi căldura schimbată pentru o cantitate precizată la presiune constantă.
Idei de reținut
Sistemul este ansamblul reactanților și produșilor urmărit, iar mediul este exteriorul său. O reacție exotermă cedează energie termică mediului; una endotermă absoarbe energie termică. Semnul se scrie pentru sistem: negativ la cedare, pozitiv la absorbție.
La presiune constantă și dacă singurul lucru mecanic este cel de expansiune pV, căldura schimbată este qₚ = ΔH. O entalpie molară trebuie legată de o cantitate sau de ecuația scrisă; multiplicarea cantității multiplică energia.
În modelul simplu al laboratorului folosim q = nΔHₘ, unde ΔHₘ este energia per mol al transformării selectate. Un q = −40 kJ înseamnă că sistemul a cedat 40 kJ; „căldură degajată” cerută ca mărime pozitivă este 40 kJ.
Ruperea legăturilor cere energie, iar formarea legăturilor eliberează energie. Bilanțul total stabilește semnul reacției. Semnul lui ΔH singur nu stabilește viteza, spontaneitatea sau gradul de conversie; acestea implică alte mărimi și condiții.
Repere și metodă
qₚ = ΔH; q = nΔHₘ; exoterm: ΔH < 0; endoterm: ΔH > 0
Exemplu rezolvat
Pentru o transformare cu ΔHₘ = −120 kJ/mol reacționează 0,25 mol. Ce energie schimbă sistemul?
Pas cu pas
- Identificăm cantitatea n = 0,25 mol și energia molară −120 kJ/mol.
- q = 0,25 · (−120) = −30 kJ.
- Semnul negativ indică cedare; mediul primește 30 kJ în modelul fără alte pierderi.
Răspuns: q sistem = −30 kJ; căldură degajată = 30 kJ.
O transformare are ΔHₘ = +50 kJ/mol. Pentru 0,40 mol, ce valoare are q al sistemului?
Întrebare de reflecție
Cum formulezi fără ambiguitate diferența dintre „q = −30 kJ” și „30 kJ de căldură degajată”?