[kemiaerettsegi.hu] - Számítások

kémiaérettségi.hu
portál kémia érettségire, felvételire készülőknek

Kezdőlap - Hírek	Feladatsorok	A vizsgáról	Felkészülés	Segédanyagok	Fórum	Kapcsolat	Linkek
		Írásbeli Szóbeli Tanácsok	Tanácsok 1 feladatsor/hét Konzultáció Előkészítő	Elmélet Számítások Periódusos rendszer

Számítási feladatok a kémia érettségin

Számítások
- 3b. Oldatkészítés, kristályvizes sók, oldhatóság
- 3c. Ismeretlen összetételű keverékek, elegyek
- 5. Termokémia
- 6. Egyensúly
- 7. Sav-bázis egyensúlyok
- 8. Elektrokémia

5. Hogyan oldjuk meg a termokémia példákat?

Mi lehet a kérdés?
- Megadott (vagy a függvénytáblázatban szereplő) képződéshőkből reakcióhő meghatározása
- Reakcióhők ismeretében más folyamatok reakcióhőjének meghatározása (a Hess-tétel alkalmazásával)
- Hány mól vegyület alakult át, ha összesen x kJ hő fejlődött (reakcióhő ismeretében)

Felhasználható összefüggések
- A standardállapotú elemek képződéshője (definíció szerint) 0.
- Hess-tétel: A reakcióhő független attól, hogy a rendszer milyen úton jutott el a kiindulási állapotból a végállapotba. A reakcióhő értéke csak a kiindulási és a keletkezett anyagoktól függ.
- Reakcióhő = [keletkezett anyagok képződéshőjének összege] - [kiindulási anyagok képződéshőjének összege]
- Képződéshő = annak a folyamatnak a reakcióhője, amelynek során a kérdéses vegyület 1 mólja standardállapotú elemeiből képződik.
- Ellentétes irányú folyamat reakcióhője = a reakcióhő ellentettje

Mintapélda

Az alábbi termokémiai egyenletek alapján számítsa ki
A) a glükóz standard képződéshőjét!
B) az etanol standard képződéshőjét!
C) az alkoholos erjedés reakcióhőjét!

C(sz) + O₂(g) → CO₂(g)	Δ_rH₁ = -394 kJ/mol
H₂(g) + ½ O₂(g) → H₂O(f)	Δ_rH₂ = -286 kJ/mol
C₂H₅OH(f) + 3 O₂(g) → 2 CO₂(g) + 3 H₂O(f)	Δ_rH₃ = -1366 kJ/mol
C₆H₁₂O₆(sz) + 6 O₂ (g) → 6 CO₂(g) + 6 H₂O(f)	Δ_rH₄ = -2916 kJ/mol

(2004 pótfeladatsor / 2. feladat, 10 pont)

Megoldás
A) Ez a feladatrész csupán a reakcióhő definícióját és rövid matematikai levezetést igényel

A 4. egyenlet reakcióhőjében szerepel a glükóz standard képződéshője:

Δ_rH₄ = 6 × Δ_kH(CO₂(g)) + 6 × Δ_kH(H₂O(f)) - Δ_kH(C₆H₁₂O₆(sz)) - 6 × Δ_kH(O₂(g))

Kifejezve a glükóz képződéshőjét (az oxigén képződéshőjét elhagyjuk, mivel 0):

Δ_kH(C₆H₁₂O₆(sz)) = -Δ_rH₄ + 6 × Δ_kH(CO₂(g)) + 6 × Δ_kH(H₂O(f))

A fenti képletben a szén-dioxid képződéshőjét az 1. egyenlet, a víz képződéshőjét a 2. egyenlet reakcióhője adja meg:

Δ_kH(CO₂(g)) = Δ_rH₁ = -394
Δ_kH(H₂O(f)) = Δ_rH₂ = -286

Ezeket az értékeket behelyettesítve

Δ_kH(C₆H₁₂O₆(sz)) = 2916 + 6×(-394) + 6×(-286) = -1164 kJ / mol

B) Ez a feladatrész ugyanúgy oldható meg, mint az előző:

A 3. egyenlet reakcióhőjében szerepel az etanol standard képződéshője:

Δ_rH₃ = 2 × Δ_kH(CO₂(g)) + 3 × Δ_kH(H₂O(f)) - Δ_kH(C₂H₅OH(f)) - 3 × Δ_kH(O₂(g))

Kifejezve az etanol képződéshőjét (az oxigén képződéshőjét elhagyjuk, mivel 0):

Δ_kH(C₂H₅OH(f)) = -Δ_rH₃ + 2 × Δ_kH(CO₂(g)) + 3 × Δ_kH(H₂O(f))

A fenti képletben a szén-dioxid képződéshőjét az 1. egyenlet, a víz képződéshőjét a 2. egyenlet reakcióhője adja meg:

Δ_kH(CO₂(g)) = Δ_rH₁ = -394
Δ_kH(H₂O(f)) = Δ_rH₂ = -286

Ezeket az értékeket behelyettesítve

Δ_kH(C₂H₅OH(f)) = 1366 + 2×(-394) + 3×(-286) = -280 kJ / mol

C) Az alkoholos erjedés reakcióhőjének meghatározásához felírjuk a folyamat egyenletét:

Az alkoholos erjedés egyenlete:

C₆H₁₂O₆(sz) → 2 C₂H₅OH(f) + 2 CO₂(g)

A folyamat reakcióhője a képződéshőkkel felírva:

Δ_rH(erjedés) = 2 × Δ_kH(C₂H₅OH(f)) + 2 × Δ_kH(CO₂(g)) - Δ_kH(C₆H₁₂O₆(sz))

Az etanol és a szén-dioxid képződéshőjét behelyettesítve

Δ_rH(erjedés) = 2×(-280) + 2×(-394) - (-1164) = -184 kJ / mol

Megjegyzés: A feladat pontatlan abban a tekintetben, hogy az alkoholos erjedés a valóságban vizes oldatban megy végbe, tehát kiindulási anyaga nem szilárd halmazállapotú, hanem hidratált szőlőcukor.

További tanácsok
- A képződéshő mindig 1 mol vegyületre, a reakcióhő 1 mol reakcióra vonatkozik.
- Képződéshőkkel való számolásnál a halmazállapotot figyelembe kell venni (más a folyékony víz, és más a vízgőz képződéshője).
- A reakcióhő, képződéshő előjele nagyon fontos, oda kell rá figyelni.
- A feladat szövegében megadott atom- és móltömegekkel számoljunk (ha meg van adva)

Ha van még kérdésed...
...akkor irány a fórum!

Gyakorló feladatok
2003 / 1. feladat (5 pont)
2005 október / 6. feladat (8 pont)
2002 / 2. feladat (10 pont)
2001 / 4. feladat (15 pont)