Hei, i denne filmen skal vi se litt mer på entalpi. Når det skjer en kjemisk reaksjon, så vil den indre energien i systemet endre seg på grunn av at noen bindinger brytes og andre dannes. Den energien blir enten frigitt fra systemet eller tilført systemet.
Og entalpi er altså summen av indre energi til et system, og volymarbeidet som blir utført for å lage plass til systemet. Det er definisjonen på entalpi. Summen av den indre energien til systemet, og det arbeidet som blir utført for å lage plass til systemet. H er entalpi, U er indre energi, og W er arbeid. U og W var vi borte i forrige film.
Så er det sånn at arbeid kan... vi sier er trykk gange volym til et system. Bytter vi da ut W1 i denne ligningen, så får man at entalpien er indre energi pluss trykket gange volymet til systemet.
Denne entalpien er veldig vanskelig å måle, fordi den indre energien består av veldig mange faktorer. En talpi er vanskelig å måle, men det er lettere å måle endring i en talpi ved å undersøke energimengden som fries eller tas opp i en reaksjon. Så derfor ser vi på endring i en talpi i stedet. Delta H, som er like endring i indre energi, delta U, pluss trykket ganger endring i volymet når det skjer et arbeid.
Trykket er trykket til omgivelsene. Og den er som oftest konstant fordi gassene kan bevege seg fritt i åpne systemet. Og volym kan vi beregne ved å ta volymet ved slutt av reaksjon minus volymet ved start. Da har vi fått volymendringer til systemet. Og vi har tidligere lært at endring av indre energi er gitt ved delta U er like V pluss Q.
altså arbeid pluss varme, og hvis vi lar W være arbeidet utført av systemet, så vil det ha negativ forteng på den, og da vil arbeidet være minus trykk, minus p ganger delta V. Og setter vi inn dette i uttrykk for endring i entalpi, som vi kom til på forrige lysark, så får vi at delta H er like delta U pluss p ganger delta V. Vi bytter ut delta u med v pluss q, da får vi at delta h er like v pluss q pluss p ganger delta v. Og så bytter vi ut dobbelt v med minus p ganger delta v, da får vi at delta h er minus p ganger delta v pluss q pluss p ganger delta v. og minus p ganger delta v. pluss p ganger delta v er jo like null, hvilket betyr at delta h er like q. Så vi kan altså måle entalpi-endringer i et system med konstant trykk ved å måle varmen som blir overført. Da gjør vi det lett å finne entalpi-endringer.
Det er ikke nødvendig å kunne utledninger der, det var mest bare for å kunne forstå hvordan vi tenker. Et system kan altså ha entalpi, men det kan ikke ha varme. For varme er jo overføring av energi, mens entalpien er en tilstand. Entalpiendringen gir oss altså hvor mye energi som overføres, målt i varme, og den er uavhengig om det er varme som avgis eller tas opp av systemet, eller om det er arbeid som utføres på eller av systemet. Dersom et system frier energi, så sier vi at den er eksoterm.
Da er delta H mindre enn null. Hvis et system tar opp energi, så er den endoterm, og da er delta H større enn null. Dette er to sentrale begreper. Eksoterm-reaksjon, da avgives det varme. Da er delta H negativ.
Det avgives varme til omgivelsene. Endoterm, da tar det varme fra omgivelsene. og da er delta H større en Vi skal se på to reaksjoner for å illustrere akkurat dette her.
Hvis vi ser på forbrenning av etanol, så er det en eksotermreaksjon. Den er negativ delta H, den avgir varme. Alle forbrenningsreaksjoner avgir varme, så det er greit å kjenne igjen.
Her har vi reaksjonsligningen for den, og vi ser at delta H er negativ, minus 1366,8 kilojoule. Hvis vi løser opp ammoniumnitrat i vann, Det er den reaksjonen vi har i isposer. I en ispose har vi en ytre pose med vann i, og så har det en ampull eller en indre pose som man knuser. Når det går hull i den, så kommer saltet ammoniumnitrat ut i vannløsninga, og det løser seg opp.
Dette er en endotermreaksjon. Den krever varme fra omgivelsene. For eksempel kneet ditt, hvis du har skadet kneet ditt. Så legger du den på der, tar den varme fra kneet ditt, og da får du kjølt ned kneet.
Det er en endotermreaksjon, og vi ser at delta H er positiv. Her er reaksjonen som skjer. Ammonium nitrat i fast form blir til ammonium iona løst i vann, og nitrat iona løst i vann.
Alle forbrenningsreaksjoner, som eksempel 1 her oppe, avgir energi og er dermed eksoterm. Det er på en måte et av kjennetegnene på at det er forbrenningsreaksjon. Bindingsentalpi. Er det energien som trengs for å bryte en binding?
Så nå har vi gått litt lenger ned i materien her. Og hvis det dannes en binding, så er det bindingsentalpiet som blir frigitt. Så da ser vi på både energi som trengs til å settes, eller energi som frigis. Dette er en liste over bindingsentalpien til en del bindinger.
Fluor, klor, brom, jodd. Kluor-florbrynding, hydrogenfluor. Ja, noe skjer.
Ingen visste at jeg går gjennom den. Pause hele filmen og se på den hvis dere er interessert. Samme tabellen. Akkurat samme tabellen.
Vi ser at bindingsentalpien går ned når atomene blir større. Hvis vi ser på klor, så har bindingsentalpien 242. Brom, som står under klor i periodsystemet, har større atomer. Da går bindingsentalpien ned.
J står under der igjen, da går bindingsentropien enda mer ned. Dette skyldes at det er økt avstand mellom atomene, fordi atomene er større, og dermed blir tiltrekningskreftene mellom atomene lavere. Og da kreves det mindre energi for å bryte bindinger.
Unntaket er fluor, som er den minste av alle. Der er fluoratomene så små at kjernen kommer så nært at det faktisk blir frastøttingskrefter mellom dem. Og dermed så får den lavere bindingsentropien. Vi ser også at bindinger mellom hydrogen og halogen, altså for eksempel hydrogen og fluor, er sterkere enn mellom to halogener. Hvis vi tar hydrogen og klor, så er bindingsentalpien 431 kJ per mol, mens mellom klor og klor er den 242. Så mellom hydrogen og et halogen, så er den sterkere eller høyere bindingsentalpi enn mellom to halogener.
Fordi hydrogen og tome er så lite at at avstanden mellom hydrogen og klor blir mindre. Derfor blir det sterkere binding. Vi må også se på det vi kaller for reaksjonsentalpi.
Det er den energien som tas opp eller fries i en kjemisk reaksjon. Det kan godt si at det er en slags summen av bindingsentalpi, som vi nettopp har sett på. Vi har at endring i entalpi i en reaksjon, Jeg liker endring i entalpi vi får fra brudd av bindingen, altså bindingsentalpien som frigis.
Nei, brudd av bindingen, det er hvor mye energi som må tilsettes, ja. Minus den energien som frigis når det dannes nye bindinger. Hvis vi da ser på reaksjonen mellom hydrogengass og klorgass, og det dannes HCl, hydrogenklorid, så vil det kreve 242. Kilojoule per mol, det er bindingsentalpien til hydrogen, pluss 436 kilojoule per mol, som er bindingsentalpien til klor. Tilsammen er det 636 kilojoule per mol, er det bindingsentalpien i de to reaktantene. Og så får vi da nå to HCl, og hver av dem har bindingsentalpi på 431 kilojoule per mol.
Det er to ut av dem, så da ser vi at bindingsentalpien i produktet er 862. Og den frigis altså. Så da får vi altså at delta H for reaksjon er bindingsentalpien for å bryte bindingene, minus bindingsentalpien for å danne bindinger, som da blir negativt. Minus 184 kilojoul per mål.
Da kan vi skrive reaksjonsligninga at H2 gas pluss Cl2 gas gir 2 HCl, og delta H er minus 184 kilojoul per mål. Dette er altså en eksoterm reaksjon. Vi kan skrive det hele i et energidiagram.
Et energidiagram viser energien, eller entalpien, som y-akse, og så har vi tid, eller reaksjonen, som x-aksen. Vi begynner med reaktanter, som er H2 og Cl2, og produkter, som er 2HCl. Først må vi tilsette energi for å bryte bindingene mellom hydrogen og klor.
Så tilsetter vi energi, så får vi Når vi da får fristilt atomene, så de er enkelt atomer nærmest, så er det mer energi i dem, for vi har tilsett energi. Men så dannes det nye bindinger mellom hydrogen og klor, og da frigjøres det energi igjen. Og den totale energiendringen vil være fra bindingsentalpien i reaktantene, bindingsentalpien i produktene, som da vil være negativ. Derfor de avgir denne energi og den eksotermreaksjonen delta H er mindre enn null.
Vi må også se på motsatsen til eksotermreaksjonen hvis den er endoterm. Da ser vi det at den energien som må tilsettes for å bryte bindingene og den energien som frigjøres når det dannes nye bindinger altså at vi tilsetter mye mer energi enn det frigjøres. Og dermed så må vi tilføre energi før å få reaksjon til å gå.
Da er det en endoterm reaksjon, og delta H er større enn null. Yes. Jeg tror jeg er nødt til å dele denne filmen opp i to, og da er det naturlig å stoppe her når vi har sett på energidiagram. Så plukker vi det opp igjen herfra på neste film.