1 / 56

Enthalpy of Formation

Enthalpy of Formation. พลังงานของการเกิด หรือ เอนทาลปีของการเกิด. D H o f = การเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีของปฏิกิริยา การเกิดสารจากธาตุหรือสารที่มีอยู่ใน สภาพธรรมชาติที่สภาวะมาตรฐาน. โดยที่ธาตุหรือสารที่มีอยู่ในสภาพธรรมชาติ ที่สภาวะมาตรฐาน มีค่า พลังงานของการเกิด

dianne
Download Presentation

Enthalpy of Formation

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Enthalpy of Formation พลังงานของการเกิด หรือ เอนทาลปีของการเกิด DHof = การเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีของปฏิกิริยา การเกิดสารจากธาตุหรือสารที่มีอยู่ใน สภาพธรรมชาติที่สภาวะมาตรฐาน

  2. โดยที่ธาตุหรือสารที่มีอยู่ในสภาพธรรมชาติโดยที่ธาตุหรือสารที่มีอยู่ในสภาพธรรมชาติ ที่สภาวะมาตรฐาน มีค่า พลังงานของการเกิด เป็น ศูนย์ (DHfo = 0) เช่น C(s) Na(s) He(g) S(s) O2(g) Ca(s) N2(g) H2(g) Cl2(g) I2(g)

  3. Thermochemical Data All data refer to 298.15 K and 1 bar pressure. Units of DHo and DGoare kJ mol-1; Units of Soand Cpare J K -1 mol-1.

  4. CO (g)-110.5 -137.2 197.7 29.1 CO2 (g)-393.5 -394.4 213.7 37.1 CH4 (g)-74.8 -50.7 186.3 35.3 Compound DHoDGo SoCp C(graphite)0 0 5.7 8.5 C(diamond)1.9 2.9 2.4 6.1

  5. H2O (l)-285.8 -237.1 69.9 75.3 H2O (g)-241.8 -228.6 188.3 33.6 H2O (s)?? ?? ?? ?? Compound DHoDGo SoCp Br2 (l)0 0 152.2 75.7 Br2 (g)30.9 3.1 245.5 36.0

  6. C(s) + O2(g) CO2(g) DHfO CO2(g) = -393.5 kJ mol-1

  7. C(s) + O2(g) CO2(g) C(s)+O2(g) ฎCO2(g) DHf= - 393.5 kJ mol-1 DHreac= DHCO2,g- DHC,s- DHO2,g = -393.5- 0-0

  8. C(s) + 1/2 O2(g) CO(g)

  9. C(s) + 1/2 O2(g) DH=DHCO,g-DHC,s-1(DHO2,g) = -110.5-0-1(0) 2 2 CO(g) C(s)+1/2O2(g) ฎCO(g) DHf= - 110.5 kJ mol-1

  10. H2O (l)-285.8 -237.1 69.9 75.3 H2O (g)-241.8 -228.6 188.3 33.6 H2O (s)?? ?? ?? ?? Compound DHoDGo SoCp Br2 (l)0 0 152.2 75.7 Br2 (g)30.9 3.1 245.5 36.0

  11. H2(g) + 1/2 O2(g) H2O(g) H2O(s) H2O(l)

  12. H2(g) + 1/2 O2(g) DH= DHH2O,l- DHH2,g - 1(DHO2,g) = - 285.8 - (0) - (1/2)(0) = - 285.8 kJ mol-1 2 2 H2O(g) H2O(s) H2O(l)

  13. 3/2 O2(g) O3 (g) DHf= + 142.7 kJ mol-1

  14. DH o = S(npHoP) - S(nRHoR) ทางทฤษฎี: สมการสำหรับคำนวณหาDHo ของปฏิกิริยาใดๆ จากDHof DH o = S(np(DHof)P) - S(nR(DHof)R) P R

  15. หาได้จากค่า DHof การหาค่า DH DHof = Energy (enthalpy )of formation จากสมการ a A + b B ฎc C + d D DHo = c (DHof, C) + d (DHof, D) - a (DHof, A) - b (DHof, B)

  16. Ex. จงคำนวณหาค่า DH oของปฏิกิริยา HCOOH (l) ฎ CO(g) + H2O (l) จาก DH o = S(np(DHof)P) - S(nR(DHof)R) DH o= DHof(CO,g)+ DHof(H2O,l)- DHof(HCOOH,l) = (-111) + (-285) - (-379) = -17 kJ

  17. เอนทาลปีของการเปลี่ยนสถานะเอนทาลปีของการเปลี่ยนสถานะ ความร้อนแฝง (Latent Heat)

  18. ความร้อนแฝงของการเปลี่ยนอัญรูป (Heat of Transformation) C (graphite) ฎ C (diamond) DHo = 1.9 kJ mol-1

  19. 100 OC p= l atm H2O(l) ฎ H2O(g) DHovap= 44 kJ mol-1 ความร้อนของการกลายเป็นไอ (Heat of Vaporization)

  20. 0 OC p= l atm H2O(s) ฎ H2O(l) DHofus= 6 kJ mol-1 ความร้อนของการหลอมเหลว (Heat of Fusion)

  21. H2O(g) DHovap H2O(l) DHosub DHofus H2O(s) ความร้อนของการระเหิด (Heat of Sublimation) H2O(s) ฎ H2O(g) DHosub = DHovap+ DHofus

  22. ความร้อนของการละลาย (Heat of Solution) ความร้อนที่เกิดขึ้นจากการละลาย ของสารประกอบของแข็ง ในตัวทำละลาย หรือ การผสมกัน ของของเหลว

  23. 1. ความร้อนอินตริกรัลของสารละลาย (Integral Heat of Solution): DHint ความร้อนที่เกิดขึ้น เมื่อเติมตัวถูกละลาย (solute) 1 mol ลงในตัวทำละลาย (solvent) n mol

  24. -H2O HCl(g) + 5 H2O ฎ HCl. 5 H2O DHint= - 64.06 kJ HCl(g) + 10 H2O ฎ HCl . 10 H2O = - 69.5 HCl(g) + 100 H2O ฎ HCl . 100 H2O = - 73.85 HCl(g) + aq.ฎ HCl(aq) = - 74.2 integral Heat of Solution at Infinite Dilution

  25. ในการทำให้สารละลายเจือจางลง (DHdil) (1) : HCl(g) + 10 H2O ฎ HCl . 10 H2O (2) : HCl(g) + 100 H2O ฎ HCl . 100 H2O เช่น (2) - (1): HCl . 10H2O + 90 H2O ฎ HCl . 100 H2O DHdil= (-73.85) - (-69.5) = - 4.35 kJ

  26. 2. ความร้อนดิฟเฟอเรนเชียลของสารละลาย (Differential Heat of Solution) ความร้อนที่เกี่ยวข้องเมื่อเติมตัวถูกละลาย 1 mol ลงในสารละลายที่มีปริมาณมากพอ (การเติมสารลงไป ต้องไม่มีผลให้ความ เข้มข้นของสารละลายเปลี่ยนแปลง)

  27. เมื่อ DH = ความร้อนเนื่องจากการผสม solute n2mol กับ solvent n1mol DH2 =ความร้อนเมื่อเติม solute ลงไปอีก n mol (lim Dn2ฎ O) โดยที่ n1 คงที่

  28. A + B C + D T2: A + B C + D T1: สารตั้งต้น ผลิตภัณฑ์ ความสัมพันธ์ระหว่าง DH กับอุณหภูมิ DH2 DH” DH’ DH1

  29. เมื่อ DH’ คือความร้อนที่ใช้ในการทำให้ สารตั้งต้น มีอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงจาก T1 ฎ T2 DH” คือความร้อนที่ใช้ในการทำให้ สารผลิตภัณฑ์ มีอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงจาก T2 ฎ T1 และ DH1, DH2 เป็นการเปลี่ยนแปลงเอนทาลปี ของปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ T1 และ T2 ตามลำดับ

  30. A + B C + D T2: DH2 DH” DH’ A + B C + D T1: DH1 สารตั้งต้น ผลิตภัณฑ์ DH1 = DH’+ DH2 + DH”

  31. DH1 = DH2 = DH1 + DH2 = DH1 +

  32. DCP= c CP(C)+d CP(D)- a CP(A)-b CP(B) โดยที่ ค่า DCP สำหรับปฏิกิริยา a A + b B ฎc C + d D คือ

  33. ??? กฏข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์ (The Second Law of Thermodynamics) คศ. 1878 Bethelot และ Thomsen อธิบายว่า DH เป็น factor ที่บอกถึงการเกิดได้เอง (Spontancity) ของปฏิกิริยา โดยคิดว่าเมื่อ DH < O ปฏิกิริยาเกิดได้ เพราะว่าการเกิดปฏิกิริยา ทำให้พลังงาน ของระบบลดลงและทำให้ระบบเสถียรขึ้น

  34. SiO2 848 K SiO2DH= 0.88 kJ mol-1 (low quartz) (high quartz) ในทางปฏิบัติ พบว่า ภายใต้สภาวะบางอย่าง เช่น ที่อุณหภูมิสูงมาก ๆ การเปลี่ยนอัญรูปของควอทซ์ ก็สามารถเกิดได้เองแม้ว่า DH > O

  35. W การทดลองของจูล เมื่อจูลใช้น้ำหนักถ่วงให้ใบพัดหมุนในน้ำ การหมุนทำให้น้ำร้อนขึ้น แต่ถ้าให้ความร้อนกับน้ำ ไม่สามารถทำให้ใบพัดหมุนได้

  36. กฎข้อที่ 1 อธิบาย “Irreversible” ไม่ได้

  37. “Carnot Cycle” (วัฏจักรคาร์โนต์) เพื่อให้ประสิทธิภาพของการทำงานมีค่าสูงสุด Carnot เสนอว่า แต่ละขั้นตอนในวัฏจักรนั้น ควรเกิดขบวนการแบบย้อนกลับได้ ดังนี้

  38. 1. การขยายตัวแบบ Isothermal 2. การขยายตัวแบบ Adiabatic 3. การอัดตัวแบบ Isothermal 4. การอัดตัวแบบ Adiabatic

  39. qh W4 W1 qc W3 W2 W W W Th Th >> Tc ideal gas TC Thermal reservior

  40. A T P B isothermal A B isothermal Th adiabatic adiabatic adiabatic adiabatic D C TC C D isothermal isothermal V S V1 V4 V2 V3 1. การขยายตัวแบบ Isothermal (A ฎ B; V1ฎ V2) 2. “ Adiabatic (B ฎ C; V2ฎ V3) 3. การอัดตัวแบบ Isothermal (C ฎ D; V3ฎ V4) 4. “ Adiabatic (D ฎ A; V4ฎ V1)

  41. Isothermal & Adiabatic processes Isothermal : T คงที่ PV = nRT P1V1 = P2V2 P P slope = nRT 1/V V

  42. q = 0 = w Adiabatic : DU = q + w dU = nCvdT = - PdV nCvdT + PdV = O nCvdT + (nRT/V) dV = O

  43. หารตลอดด้วย nT (Cv/T) dT + (R/V) dV = O อินติเกรดเทอมจะได้ ….???

  44. จะได้ P1V1 = T1 P2V2 = T2 จาก PV = nRT

  45. Isothermal:P1V1 = P2V2 Adiabatic: P1V1g = P2V2g P Isothermal Adiabatic V

  46. 0 1. Isothermal Expansion ที่อุณหภูมิคงที่ Th ; ระบบได้รับความร้อน qh ทำให้เกิดการขยายตัวจากปริมาตร V1ฎV2 DU = q + w

  47. 0 = w2 = 2. Adiabatic Expansion q = O ; แก๊สมีการขยายตัวจาก V2 ฎV3 อุณหภูมิของระบบลดลงจาก ThฎTc DU = q + w

  48. 0 3. Isothermal Compression ที่อุณหภูมิคงที่ Tc ; ระบบคายความร้อน qc ทำให้เกิดการอัดตัวจากปริมาตร V3ฎV4 DU = q + w

More Related