Verwenden Sie Bond-Energien, um Enthalpieänderungen zu finden

Mithilfe von Bindungsenergien können Sie die Enthalpieänderung einer chemischen Reaktion ermitteln. Dieses Beispielproblem zeigt, was zu tun ist.

Rezension

Möglicherweise möchten Sie die Gesetze der Thermochemie sowie der endothermen und exothermen Reaktionen überprüfen, bevor Sie beginnen. Eine Tabelle mit Einzelbindungsenergien hilft Ihnen dabei.

Problem mit der Enthalpieänderung

Schätzen Sie die Enthalpieänderung ΔH für die folgende Reaktion:

H₂ (g) + Cl₂ (g) → 2 HCl (g)

Lösung

Stellen Sie sich die Reaktion in einfachen Schritten vor, um dieses Problem zu lösen:

Schritt 1 Die Reaktantenmoleküle, H₂ und Cl₂, zerfallen in ihre Atome.

H₂(g) → 2H (g)
Cl₂(g) → 2 Cl (g)

Schritt 2 Diese Atome verbinden sich zu HCl-Molekülen.

2 H (g) + 2 Cl (g) → 2 HCl (g)

Im ersten Schritt werden die H-H- und Cl-Cl-Bindungen aufgebrochen. In beiden Fällen ist ein Mol Bindungen gebrochen. Wenn wir die Einfachbindungsenergien für die H-H- und Cl-Cl-Bindungen nachschlagen, stellen wir fest, dass sie +436 kJ / mol und +243 kJ / mol betragen, daher für den ersten Reaktionsschritt:

ΔH1 = + (436 kJ + 243 kJ) = +679 kJ

Das Brechen von Bindungen erfordert Energie, daher erwarten wir, dass der Wert für ΔH für diesen Schritt positiv ist.

Im zweiten Reaktionsschritt werden zwei Mol H-Cl-Bindungen gebildet. Das Brechen von Bindungen setzt Energie frei, daher erwarten wir, dass ΔH für diesen Teil der Reaktion einen negativen Wert hat. Unter Verwendung der Tabelle wird die Einfachbindungsenergie für ein Mol H-Cl-Bindungen zu 431 kJ bestimmt:

ΔH₂ = -2 (431 kJ) = -862 kJ

Unter Anwendung des Hessschen Gesetzes ist ΔH = ΔH₁ + ΔH₂