Název vzdělávacího materiálu: Termochemie Číslo vzdělávacího materiálu: ICT9/13 Šablona: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název sady vzdělávacích materiálů: Anorganická a obecná chemie Autor: Šárka Kirchnerová Datum vytvoření: Garant (kontrola): Jakub Siegl Ročník: vyšší gymnázium Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vzdělávací obor: Chemie Téma: Termochemie Metodika/anotace: Powerpointová prezentace slouží jako výukový materiál pro třídu kvinty a jako opakování k maturitě z chemie. Objasňuje základní pojmy z termochemie, přináší vzorové vyřešené příklady a obsahuje materiál k dalšímu opakování. Časový rozvrh: 45 min Gymnázium Františka Křižíka a základní škola, s.r.o.

TERMOCHEMIE Věda zabývající se tepelným zabarvením reakcí

ZÁKLADNÍ TERMINOLOGIE Soustava – část prostoru s hmotnou náplní, která je od okolí oddělena stěnami skutečnými, nebo myšlenými izolovaná – nevyměňuje s okolím energii, ani hmotu uzavřená – vyměňuje pouze hmotu, ale ne energii otevřená – vyměňuje hmotu i energii exotermní reakce – reakce, při kterých se uvolňuje teplo endotermní reakce – reakce, při kterých se spotřebovává teplo při exotermních reakcích ΔH 0

VYJADŘOVÁNÍ SKUPENSTVÍ v termochemických rovnicích je třeba uvádět skupenství látek používáme tedy: pro pevnou látku zkratku s (solidus) pro kapalnou látku zkratku l (liquidus) pro plynnou látku zkratku g (gasseus) pro vodný roztok zkratku aq (aquatic)

REAKČNÍ TEPLO A ENTHALPIE Reakční teplo je teplo které se uvolní, popřípadě spotřebuje, při provedení dané reakce při jejím jednotkovém rozsahu. (jednotkový rozsah= množství, jaká uvádějí stechiometrické koeficienty v rovnici reakce) Jednotka: kJ Enthalpie je stavová veličina, která také popisuje výměnu tepla s okolím. Absolutní hodnotu enthalpie nelze změřit, avšak můžeme zjistit její změnu ΔH. Změnu enthalpie lze změřit pouze za tzv. standardního stavu. Je to stav o teplotě 298,15 K (25 °C) a tlaku 101,325 kPa (1 atmosféra), ve kterém je daná látka nejstálejší. Za předpokladu izobarického děje je reakční teplo to samé, co reakční enthalpie.

TERMOCHEMICKÉ ZÁKONY 1.termochemický zákon (Zákon Laplace – Lavoisierův): Reakční teplo přímé a zpětné reakce jsou až na znaménko stejné. Příklad: Určete změnu enthalpie při reakci rozkladu sulfanu na vodík a síru, víte-li, že Δ H reakce H 2 (g) + S(s) → H 2 S (g) je – 19, 74 kJ Řešení: Na základě 1. termochemického zákona určíme, že Δ H = +19, 74 kJ

TERMOCHEMICKÉ ZÁKONY 2. termochemický zákon (Zákon Hessův): Reakční teplo dané reakce je součtem tepel postupně prováděných reakcí, vycházejících ze stejných počátečních látek a končících stejnými produkty reakce. Příklad: Určete reakční enthalpii Δ H reakce CO(g) + 1/2O 2 (g) →CO 2 (g), víte li, že C(s, grafit) + O 2 (g) → CO 2 (g) Δ H = −395 kJ C(s, grafit) + 1/2O 2 (g) → CO(g) Δ H = − 111 kJ Řešení: Δ H= -395 – (-111) = kJ Součet reakčních tepel dílčích reakcí musí být roven reakčnímu teplu reakce souhrnné.

STANDARDNÍ SLUČOVACÍ TEPLO

STANDARDNÍ SPALNÉ TEPLO

PŘÍKLADY K PROCVIČENÍ 1.Vypočítejte reakční teplo reakce uhlíku s vodní párou ze spalných tepel. ΔH 0 spal. C(s) = -393,1 kJ/mol ΔH 0 spal. CO(g) = -282,6 kJ/mol ΔH 0 spal. H 2 (g)= -241,8 kJ/mol ΔH = ? C (s, grafit) + H 2 O(g) → CO(g) + H 2 (g)

2. Urči reakční teplo reakce: C (g) + 1/2 O 2 (g) -> CO (g), ΔH = ?, známe-li C (g) + O 2 (g) -> CO 2 (g) ΔH = -393,7 kJ CO (g) + 1/2 O 2 -> CO 2 (g) ΔH = -283,6 kJ 3. Jaké množství tepla se uvolní, jestliže zreaguje 16 g síry podle termochemické rovnice S (s) + O 2 (g) -> SO 2 (g) ΔH = -297 kJ.mol-1

4. Jaké množství tepla se uvolní spálením 70 g methanu za standardních podmínek? Spalné teplo methanu je -890 kJ/mol. 5.Jaké množství tepla je při standardních podmínkách třeba na převedeni 1 kg vody z kapalného stavu do plynného, jestliže ΔH 0 sluč. ((H 2 O(l)) = -285,8 kJ/mol ΔH 0 sluč. ((H 2 O(g)) = - 241,8 kJ/mol

6. Vypočítej reakční teplo izomerizace dimethyletheru na ethanol CH 3 OCH 3 (g) -> CH 3 CH 2 OH (g), znáte-li standardní spalné teplo látek: ΔH 0 spal. (CH 3 OCH 3 (g)) = kJ/mol ΔH 0 spal. (CH 3 CH 2 OH(g)) = kJ/mol 7. Jaké množství tepla je třeba na rozklad 5 molů amoniaku na vodík a kyslík, známe-li 2 NH 3 (g) -> 3 H 2 (g) + N 2 (g) ΔH = 92,4 kJ