Hvordan beregne energi av en forbrenningsreaksjon

Den indre energi av et system er den totale energi som det inneholder, mens dens entalpi er summen av dens indre energi og trykk ganger volum. Du kan ikke måle indre energi eller entalpi direkte, men du kan måle og beregne endringen i entalpi. Hvis trykket er konstant og et system gjør ingen mekanisk arbeid, er endringen i entalpi er bare den varme absorberes eller frigjøres ved reaksjonen. Bedre ennå, trenger du ikke engang trenger å gjøre et eksperiment for å finne ut hva endringen i entalpi vil bli. Man kan beregne endringen i entalpi av en forbrenningsreaksjon ved hjelp av entalpi av formasjonen.

Bruksanvisning

1 Skrive ut den kjemiske ligning for forbrenningsreaksjonen og balansere den. En forbrenningsreaksjon er alltid lik følgende generiske ligning: Fuel + O2 ---> CO2 + H2O. Hvis du trenger en oppfriskning på hvordan å balansere ligninger av kjemiske reaksjoner, klikk på den andre linken under Resources nedenfor.

Eksempel: Propan har molekylformelen C3H8. Erstatte den inn i generiske forbrennings ligningen gir følgende: C3H8 + O2 ---> CO2 + H2O. Denne ligningen er ikke balansert, slik at for å balansere det man først multiplisere antallet av CO2 på høyre side ved 3 for å balansere antall karbonatomer. Deretter multipliserer du antall vannet på høyre side med 4 for å balansere antall hydrogenatomer. Dette gir deg følgende: C3H8 + O2 ---> 3 CO2 + 4 H2O.

Det er nå 10 oksygenatomer på høyre side, så multiplisere O2 på venstre side av fem balanserer oksygenatomer, og gir deg følgende endelige svaret: C3H8 + 5 O2 ---> 3 CO2 + 4 H2O

2 Finn "fH ° av drivstoff ved hjelp av NIST siden i Resources." FH ° er dannelsesentalpi. Med propan, for eksempel, er dette tallet -104.7 kilojoule pr mol (kJ / mol).

3 Legg merke til at en hvilken som helst element i seg selv i sin mest stabile form ved romtemperatur har en "fH ° 0. Følgelig kan ignorere" fH ° av oksygen i den kjemiske ligning.

4 Husker at entalpien av en reaksjon er lik summen av "fH ° av produktene - summen av" fH ° av reaktantene. Legg merke til at "fH ° av CO2 er -393,51 kJ / mol, mens" fH ° av vann er -285,83 kJ / mol.

5 Multipliser "fH ° av vann med antall vannmolekyler i den balanserte kjemiske ligning. I tilfelle av propan, for eksempel, er det fire molekyler vann på produktsiden, slik at man multiplisere" fH ° fra vann for å oppnå følgende: (-285,83 kJ / mol) x (4 mol) = -1143,32 kJ.

6 Multipliser "fH ° av CO2 med antall molekyler av CO2 i den balanserte ligningen. I tilfelle av propan, for eksempel, er det tre molekyler av CO2 på produktsiden, slik at man multiplisere" fH ° av CO2 for å oppnå følgende: (-393,51 kJ / mol) x (3 mol) = -1180,53 kJ.

7 Legg resultatene fra trinn 6-7 for å få den totale "fH ° av produktene det gjelder propan, dette er som følger:. -1180,53 + -1143,32 = -2323,85 KJ.

8 Trekk fra "fH ° drivstoff din fra resultatet i forrige trinn I tilfelle av propan, ville du ha følgende:. -2323.85 KJ + 104,7 kJ = -2219,15 kJ / mol,

noe som betyr at du bør få omtrent denne mengden energi pr mol propan du forbrenner.

Hint

• NIST viser ofte entalpien av forbrenning hvis den er blitt bestemt eksperimentelt. Du kan sammenligne sine resultater med dine beregninger for å se hvor nær du kommer til den sanne verdien. I eksempelet, du ble nesten bang-on.