2
Enthalpie en entropie Vorig schooljaar definieerden we twee nieuwe begrippen: enthalpie en entropie. Grootheid
2.1
Symbool
Eenheid
Enthalpie
H
J
Entropie
S
J.K-1
Enthalpie Tijdens een chemische reactie is de verandering in inwendige energie (ΔU) steeds gelijk aan de som van de opgenomen of vrijgegeven warmte (ΔQ) en de opgenomen of geleverde arbeid (ΔW): ΔU = ΔQ + ΔW Hieruit volgt: ΔQ = ΔU - ΔW Arbeid treedt slechts op wanneer een gas (of gassen) bij de reactie betrokken is (of zijn) en de reactie plaatsvindt in een open recipiënt (constante druk). Dat is meestal het geval in een laboratorium. De arbeid hangt af van die druk (p) en de volumeverandering (ΔV) tijdens de reactie: ΔW = -pΔV Hieruit volgt: ΔQ = ΔU + pΔV Deze reactiewarmte noemen we de enthalpieverandering (ΔH) die bij de reactie optreedt, dus: ΔH = ΔU + pΔV Algemeen stelt men: De enthalpieverandering (ΔH) van een systeem is de som van de inwendige energieBegin grijze kader verandering (ΔU) en de volumearbeid (ΔW = -pΔV) van dat systeem: ΔH = ΔU + pΔV. Wanneer bij een reactie een enthalpieverandering optreedt, spreken we over de reactie-enthalpie (ΔrH), d.i. de verandering van de enthalpie tijdens een chemische reactie. Bv. Mg(v) + 2 HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g) + x kJ.mol-1 Wanneer deze reactie plaatsgrijpt bij een constante druk, zal het volume tijdens de reactie toenemen omdat er Hthermometer -gas gevormd 2 wordt. Een gedeelte van de inwendige energie H wordt gebruikt om drukvolumearbeid (pV) te Mg leveren, waardoor de reactiewarmte kleiner is dan tijdens een reactie bij constant volume. HCl-oplossing 2(g)
zuiger thermometer H2(g) Mg HCl-oplossing
V = cte (p↑, ∆QV)
In punt 5 bespreken we enkele specifieke soorten reactie-enthalpie.
p = cte (V↑, ∆Qp)
Fig. 1.4 Reactie tussen Mg en HCl bij een constante druk
THEMA 1: THERMODYNAMICA (V)
17