Enthalpie van een reactie bepalen

Telkens als je chemische componenten mengt, of dit nu in de keuken is of in een chemisch laboratorium, maak je nieuwe stoffen, wat we “producten” noemen. Tijdens deze chemische reacties kan hitte worden opgenomen uit, of afgestaan worden aan de omgeving. De uitwisseling van warmte tijdens een chemische reactie met de omgeving kennen we als de enthalpie van een reactie, geschreven als ∆H. Om ∆H te vinden lees je het volgende artikel door.

Stappen

Pdf downloaden

1
Bereid de reactanten voor op de chemische reactie. Om de enthalpie van een reactie juist te kunnen meten, zal je eerst moeten beschikken over de juiste hoeveelheid van elke reactant.
- Stel, als voorbeeld, dat je de enthalpie wilt vinden van de reactie waarbij water ontstaat uit waterstof en zuurstof: 2H2 (Hydrogen) + O2 (Oxygen) → 2H2O (Water). Voor het doel van dit voorbeeld nemen we aan dat we 2 mol waterstof en 1 mol zuurstof hebben.
Om ervoor te zorgen dat de reactie plaatsvindt zonder verontreiniging, maak je het reactievat (meestal een calorimeter) schoon welke je wilt gebruiken.
Bereid het mengsel voor als dit nodig is en meet hun temperatuur door zowel de roerstok als de thermometer in de calorimeter te houden.
Zodra alles is goed voorbereid, kun je de reactanten in de calorimeter doen. Sluit deze daarna onmiddellijk af.
5
Meet de temperatuur. Met behulp van de thermometer die je in de calorimeter hebt geplaatst, noteer je onmiddelijk de temperatuur na het toevoegen van de reactanten.
- Stel dat je in het bovenstaande voorbeeld waterstof en zuurstof in de calorimeter hebt gedaan, deze hebt afgesloten en een temperatuur (T1) hebt genoteerd van 150K (wat erg laag is).
Geef de stoffen even de tijd om te reageren, roer als dit nodig is om het precies te versnellen.
7
Meet de temperatuur nogmaals. Als de reactie klaar is, noteer dan weer wat de temperatuur is.
- Stel dat in het voorbeeld de tweede temperatuur (T2) of 95K is.
8
Bereken het verschil in temperatuur van T1 en T. Het verschil noteer je als ∆T.
- In het voorbeeld bereken je ∆T als volgt:
  ∆T = T2 – T1 = 95K – 185K = -90K
9
Bepaal de totale massa van de reactanten. Als je de totale massa van de reactanten wilt berekenen, dan heb je de molaire massa van je componenten nodig. Molaire massa is een constante; je kunt deze vinden in standaard periodieke tabellen of andere chemie-tabellen.
- In het bovenstaande voorbeeld gebruik je waterstof en zuurstof, welke respectievelijk een molaire massa hebben van 2g en 32 g. Omdat je 2 mol waterstof hebt en 1 mol zuurstof hebt gebruikt, kun je de totale massa van de reactanten als volgt berekenen:
  2x(2g) + 1x(32g) = 4g + 32g = 36g
10
Bereken de enthalpie van de reactie. Zodra je dit hebt gedaan kun je de enthalpie van de reactie bepalen. De formule ziet er als volgt:∆H = (m) x (s) x ( ∆T)
- In de formule is m de totale massa van de reactanten; s is hierbij de soortelijke warmte, die ook constant is voor elk element of samengestelde stof.
- In het bovenstaande voorbeeld is het eindproduct water, met een soortelijke warmte van 4,2 JK-1 g-1. De enthalpie van de reactie is dus als volgt uit te rekenen:
  ∆H = (36g) x (4.2 JK-1 g-1) x (-90K ) = -13608 J
11
Maak een notitie van het resultaat. Als het teken van je antwoord negatief is, dan is de reactie exotherm: warmte gaat verloren in de omgeving. Als het teken van het antwoord positief is, dan is de reactie endotherm: warmte wordt geabsorbeerd uit de omgeving.
- In het bovenstaande voorbeeld is het laatste antwoord -13608 J. Dit is dus een exotherme reactie waarbij een aanzienlijke hoeveelheid energie wordt gebruikt.
Advertentie

Tips

Deze berekeningen zijn gedaan in Kelvin (K) – een schaal voor de temperatuurmeting net als Celsius. Als je Kelvin om wilt rekenen naar Celsius, tel er dan gewoon 273 graden bij op: K = C + 273.

Advertentie