Bildningsvärme

Vi såg i förra videon att om vi definierar entalpi H som lika med den inre energin i ett system plus trycket i systemet gånger volymen i systemet och detta är en nästan godtycklig definition, men vi vet att detta är en giltig tillståndsvariabel, som det spelar ingen roll vad du gör i hur du kommer dit kommer du alltid att ha samma värde eftersom det är summan och produkten av andra giltiga tillståndsvariabler men detta i sig är inte så användbart eller intuitivt men vi såg i förra videon att om du antar konstant tryck och det är ett stort antagande men det är inte ett orimligt antagande för de flesta kemiska reaktioner eftersom de flesta kemiska reaktioner du vet vi sitter på stranden med våra bägare och de utsätts för standardtemperatur och tryck eller åtminstone något tryck som inte förändras när reaktionen sker om vi antar konstant tryck så såg vi att förändringen i entalpi att förändringen i entalpi blir den värme som tillförs systemet vid det konstanta trycket att P det finns bara för att visa dig att hej detta är bara när vi bara är vad detta är detta är att anta att vi har att göra med värme som tillförs vid ett konstant tryck, så hur kan vi hur kan vi använda dessa begrepp på något användbart sätt, låt oss säga att jag hade lite kol och i sin elementära form är grafit och jag lägger till att jag måste ha en mol kol och jag lägger till att två mol av väte i sin elementära form kommer det att vara en gas, det kommer att vara som en molekyl, eller hur, om jag bara har en massa hjärta av en massa väte i gasform, låt oss säga i en ballong, så kommer jag inte att ha enskilda väteatomer, de kommer att binda sig och bilda dessa tvåatomiga molekyler, och om jag reagerar med dem så kommer jag att producera en mol metan, en mol metan ch4 men det är inte allt jag kommer att producera jag kommer också att producera lite värme jag kommer att producera jag kommer att producera jag kommer att producera jag kommer att producera 74 kilojoules värme plus 74 kilojoules värme när jag producerar när jag producerar när jag producerar att en mol som inte kan göra ett litet K för Killough när jag när jag när jag producerar att en mol av meth så vad händer här så för det första hur mycket värme blir till systemet och låt oss anta att denna värme bara frigörs från systemet att detta är inte en adiabatisk process jag har inte isolerat systemet från någonting men detta bara frigörs det bara försvinner det bara går bort det frigörs så min fråga är hur mycket du vet jag började med denna behållare jag antar att vi skulle kunna kalla den det är en standard du vet den sorten Jag har en massa fast kol som ligger runt omkring, kanske någon typ av damm, och sedan har jag lite väte, molekylär vätegas, varje punkt har två väteatomer, och jag vet inte om jag skakar upp den eller något som får dem att reagera, och sedan får jag en massa metan och sedan Jag får en massa metan Jag får en massa metangas Jag gör det i grönt så nu har jag bara en massa metangas och jag släppte ut 74 kilojoules Jag släppte ut 74 kilojoules så hur mycket värme tillfördes systemet, ja vi släppte ut värme från systemet vi släppte ut 74 kilojoules så den värme som tillfördes systemet den värme som tillfördes systemet var minus 74 kilojoules minus 74 rätt om jag frågade dig den värme som frigjorts så skulle jag ha sagt 74 men kom ihåg att vi bryr oss om den värme som tillförts systemet är 74 kilojoules och jag visade dig just att det är exakt samma sak som förändringen i entalpi som förändringen i entalpi som förändringen i entalpi som förändringen i entalpi så hur kan vi tänka på det här vad är entalpi i det här systemet i förhållande till det här systemet väl den kommer att vara lägre rätt eftersom om du tar entalpi så är förändringen i entalpi entalpi din entalpi av ditt slutliga system minus entalpi av ditt ursprungliga system och vi fick ett negativt tal vi fick minus 74 kilojoules så detta måste vara lägre än detta med 74 kilojoules så H denna entalpi här är mindre än denna entalpi här så om vi faktiskt ritar det på ett diagram om jag faktiskt ritar reaktionen låt oss säga att detta är bara jag vet att detta är bara tid eller något detta är som reaktionen fortskrider den axeln och på y-axeln ritar jag entalpi så reaktionen startar vid din initiala entalpi H I och det är det här tillståndet här så du börjar där jag gör det i det gula av den där behållaren så detta gula jag gör det rätt där du börjar där och sedan nu toner du skakar upp det eller jag tänker inte gå in på aktiveringsenergin så det kan ha en liten puckel och allt det där men vem vet men sedan slutar vi vid vår slutliga entalpi vi har denna slutliga entalpi precis här efter att reaktionen har inträffat det är detta datum precis här detta är H final så du kan se att du har haft denna nedgång och entalpi och vad som är intressant här är att inte så mycket vad det absoluta värdet av denna entalpi är här eller det absoluta värdet av denna entalpi här är men nu när vi har entalpi kan vi typiskt ha en ram för att tänka på hur mycket värmeenergi som finns i detta system i förhållande till detta system och med tanke på att det finns mindre värmeenergi i detta system än det energisystemet kan vi måste ha frigjort energi och det du vet till viss grad jag berättade det från början rätt jag berättade att energi frigörs och ordet för detta vi använder detta exotermisk exotermisk nu om du vill gå åt andra hållet låt oss säga att vi ville gå från metan och gå tillbaka till dess del du måste lägga till värme i reaktionen du skulle behöva om du ville gå baklänges genom denna reaktion gå uppåt skulle du behöva lägga till du skulle behöva lägga till det värmeinnehållet för att få det positiva Delta H och då skulle du ha en endotermisk reaktion så om en reaktion frigör energi exotermisk om en reaktion behöver energi för att inträffa är den endotermisk nu kanske du frågar Sal varifrån kom den energin kan inte komma så jag började med den här entalpin här och entalpi har en konstig definition här och sedan hamnade jag vid den andra entalpin här och som du ser entalpi vet du att trycket vi antar är konstant låt oss säga att volymen förändras inte mycket i den här situationen eller kanske inte förändras alls så det mesta av förändringen kommer att komma från förändringen av den inre energin rätt det finns några högre inre energi här och lite högre intern och lite lägre intern energi här som orsakar den huvudsakliga nedgången i entalpi och den förändringen i intern energi är egentligen en omvandling från lite potentiell energi här uppe till värme som frigörs så det var lite värme som frigjordes 74 kilojoules och så vår interna energi sjönk och vad allt detta gör är att det ger oss en ramverk så att om vi vet hur mycket värme som krävs för att bilda eller inte bilda vissa produkter så kan vi på sätt och vis förutsäga hur mycket värme som antingen kommer att frigöras eller hur mycket värme som kommer att absorberas av olika reaktioner och så här kommer jag att beröra ett annat begrepp begreppet bildningsvärme eller ibland är det förändring i bildningsenthalpin, så det sätt som de pratar om det är förändringen i bildningsenthalpin och den ges normalt vid någon standardtemperatur och tryck så man sätter en liten vanligtvis är det en nolla ibland är det bara en cirkel där och vad det är är är hur mycket vad är förändringen i entalpi för att få till det för att få till någon molekyl från dess elementära form så till exempel om vi vill ha det för för metan om vi har metan där och vi vill räkna ut dess om vi vill räkna ut dess bildningsvärme säger vi titta om vi bildar metan från dess elementära former vad är Delta H av den reaktionen väl vi lärde oss just vad Delta H av den reaktionen var det var minus 74 kilojoules vilket betyder att om du bildar metan från dess elementära jag antar byggstenar du kommer att frigöra 74 kilojoules energi att detta är en exotermisk reaktion exotermisk reaktion eftersom du släpper ut värme du har också detta du kan typiskt säga att metanet är i ett lägre energitillstånd eller det har lägre potentiell energi än dessa killar gjorde och eftersom det har lägre potentiell energi är det mer stabilt jag menar ett sätt att tänka på det är att du vet om du har en kille du vet du vet att du har ett berg här och sedan är det här nere och du har en boll, du har en boll och detta är inte du vet en fullständig direkt analogi men analogin till potentiell energi är att titta när du är nere i ett lägre potentiellt energitillstånd tenderar du att vara mer stabil och så i den vardagliga världen om du har en massa metan som sitter runt omkring så är det faktum att det har en negativ värme av reaktionsvärme eller värme, förlåt, en negativ bildningsvärme eller en negativ, jag borde säga standardbildningsvärme eftersom jag inte har den här eller en negativ standardförändring i bildningsenthalpin, det är alla samma saker som talar om för mig att metan är stabilt i förhållande till sina beståndsdelar, och du kan faktiskt slå upp dessa saker, du behöver aldrig memorera dem, men… det är bra att veta vad de är och jag kopierade alla dessa saker faktiskt låt mig få de faktiska få de faktiska tabellerna från Wikipedia här nere jag gjorde alla dessa direkt från Wikipedia dessa ger dig att standardvärmen för bildning av en massa saker och om du tittar om du tittar här nere för låt oss se om de har metan rätt där detta är vad vi hade att göra med de berättar för oss i huvudsak Delta H av den reaktion som bildar metan de berättar för oss de berättar för oss att du vet denna punkttabell där borta berättar för oss att om vi börjar med lite kol i fast tillstånd plus två mol väte och ett gasformigt tillstånd och vi bildar en mol metan att om du tar entalpi här minus entalpi här så förändringen i entalpi för denna reaktion vid en stet standard temperatur och tryck kommer att vara lika med minus 74 kilojoules per mol och allt detta är givet per mol så om du har en mol av detta två mol av detta och för att bilda en mol av metan kommer du att frigöra 74 kilojoules värme så detta är en stabil reaktion nu finns det ett par intressanta saker här och vi kommer att fortsätta att använda den här tabellen under de kommande filmerna du ser här monoatomärt syre monta har en positiv har en positiv har en positiv standardbildningsvärme vilket betyder att det tar energi för att bilda det rätt att om du har en reaktion låt mig bara säga reaktionen jag skriver det på det här sättet en halva av molekylärt syre som en gas för att gå till att gå till att gå till att gå till att gå till att gå till en mol av syre bara som ett slags i dess gasformiga tillstånd detta säger oss detta säger oss att detta tillstånd har mer potential än detta tillstånd och för att denna reaktion ska inträffa måste du lägga till energi till det du måste lägga energin på andra sidan så det måste vara du skulle sätta ett plus så här skulle du behöva säga plus 249 joule så du kanske säger hej Sal det är inte vettigt Syre är bara syre, varför finns det en bildningsvärme för syre och det beror på att du alltid använder den elementära formen som referenspunkt, så syre om du bara tittar på om du bara har en massa syre som sitter runt omkring så kommer det att vara i o2-form om du har en massa väte så kommer det att vara h2 om du har en massa kväve så kommer det att vara n 2 kol på. Å andra sidan är det bara C och det tenderar att vara i sin fasta form som grafit, så alla bildningsvärmer är relativa till den form som du finner det elementet när du har en ren version av det, inte nödvändigtvis dess atomära form, även om det ibland är det, så är det dess atomära form. I nästa video kommer vi att använda den här tabellen, som är en mycket praktisk tabell, jag har klippt och klistrat in delar av den till I den senaste videon gav jag er bildningsvärmen och vi tänkte bara lite på det i de kommande videorna kommer vi att använda den här tabellen som ger en standardbildningsvärme för att faktiskt räkna ut om reaktioner är endoterma, vilket betyder att de absorberar energi, eller exoterma, vilket betyder att de avger energi, och vi kommer att räkna ut hur mycket energi de avger och vi kommer att räkna ut hur mycket…