Kemiska reaktionsformler och
beräkningar
Hem > Sajtkarta
>
Kosmos vetenskaper >
Naturvetenskap > Kemiska reaktionsformler
och beräkningar
Energiändringar vid reaktioner
Då vissa ämnen regagerar avges energi. Man säger i så fall att reaktionerna
är exoterma. Här kommer exempel på exoterma reaktioner:
- Druvsocker förbränns i kroppens cellreaktion under inverkan av
syrgas:
(1)
C6H12O6 + O2 --> CO2 + H2O
+ energi
- Vätgas reagerar tillsammans med syrgas:
(2)
2H2 + O2 --> 2H2O + energi
- Vätgas och klorgas reagerar:
(3)
H2 + Cl2 --> 2HCl + energi
Då vissa ämnen regagerar upptas energi. Man säger i så fall att reaktionerna
är endoterma. Här kommer exempel på enodterma reaktioner:
- Druvsocker bildas under inverkan av koldioxid genom vätxters fotosyntes. Solenergi
behövs:
(4)
energi + CO2 + H2O --> C6H12O6
+ O2
- Vatten sönderdelas under inverkan av likriktad elektricitet:
(5)
energi + 2H2O --> 2H2 + O2
- Elektrolys av saltsyra:
(6)
energi + 2HCl --> H2 + Cl2
Vad händer när kemiska bindningar bryts?
Då kemiska bindningar bryts åtgår alltid energi. Så här mycket energi
åtgår för att kunna bryta följande bindningar:
| C - H |
423 kJ / mol |
| O - H |
464 kJ / mol |
| N - N |
945 kJ / mol |
| O - O |
138 kJ / mol |
| O = O |
497 kJ / mol |
| C = O |
803 kJ / mol |
| H - H |
436 kJ / mol |
| I - I |
151 kJ / mol |
| H - Cl |
431 kJ / mol |
| Cl - Cl |
242 kJ / mol |
Vad händer när kemiska bindningar bildas?
Då kemiska kemiska reaktioner bildas frigörs alltid energi. Det frigörs exakt
lika mycket energi som behövs för att bryta bindningen. Så för att skapa exempelvis 1
mol bindningar hos vätgas (H2), frigörs 436 kJ (se tabell ovan).
Uppgift:
Räkna ut hur mycket energi som frigörs respektive åtgår i ovanstående (2), (3), (5),
(6) exoterma och endoterma reaktioner:
Svar:
(2) 487 kJ frigörs för bildning av 2 mol vatten.
(3) 184 kJ frigörs för bildning av 2 mol väteklorid eller
saltsyra
(5) 487 kJ åtgår
(6) 184 kJ åtgår
Reaktioners förlopp - energinivådiagram
Fall 1
fall 2
Bilden är tagen från okänd källa
I fall 1 och 2 åtgår energi för att få reaktionen att ske. Denna energi Ea
kallas aktiveringsenergi. Kullen (Ea) representerar det hinder som måste
övervinnas för att reaktionen skall kunna ske. Då kullen är passerad frigörs energi.
Då energin som frigörs är större än aktiveringsenergin är reaktionen exoterm vilket
gör att energi summa summarum i reaktionen frigörs. Då energin som frigörs är mindre
än aktiveringsenergin är reaktionen endoterm vilket gör att energi summa
summarum i
reaktionen åtgår.
Entalpi
Den energimängd som finns i 1 mol av ett ämne kallas ämnets värmeinnehåll eller
entalpi.
För exoterma reaktioner kan vi se att produkten eller produkternas energiinnehåll är
mindre än reaktantens eller reaktanternas. Energi har alltså avgivits till omgivningen.
Entalpiändringen ( H) är alltså
differensen mellan produkters och reaktanters energiinnehåll. Exoterma reaktioner får
då en negativ entalpiändring dvs.
H < 0. Se fall 1 ovan.
Hos endoterma reaktioner är produkterna mer energirika än reaktanterna. Detta gör
att differensen mellan produkters och reaktanters energiinnehåll är positiv.
Entapändringen är alltså
H >
0. Se fall 2 ovan.
- Exoterm reaktion
Hr = Hprodukter
- Hreaktanter
Hr för en exoterm
reaktion är alltid negativ. Se exempel för reaktion (2) och (3) ovan.
(2) Hr = - 487 kJ
(3) Hr = - 184 kJ
- Endoterm reaktion
Hr = Hprodukter
- Hreaktanter
Hr för en endoterm
reaktion är alltid positiv. Se exempel för reaktion (3) och (4) ovan.
(3) Hr = + 487 kJ
(4) Hr = + 184 kJ
Uppgift:
Teckna energinivådiagram för reaktioner 2,3,5,6 ovan.
Formler och beteckningar
 |
A = Z+N, där
A = masstalet (antalet nukleoner)
Z = protontalet (antal protoner)
N = neutrontalet (antalet neutroner)
l = laddning
n = antal atomer i molekylen (om 2 eller fler) |
Molberäkning
1 u = 1,661×10-27 kg (1/12 av atommassan 12C)
1 mol = 6,022×1023 (antal formelenheter - Avogadros konstant)
__________________________________________________________________________
n = m/M
n = mängden av ämnet (mol)
m = massa (g)
M = molmassan för ämnet (g/mol)
__________________________________________________________________________
c = n/V
c = lösningens koncentration (mol/dm3 eller M)
n = antalet mol av ett ämne i lösning
V = lösningens volym (dm3)
__________________________________________________________________________
pV = nRT Gasernas allmänna tillståndsekvation
p = gasens tryck (Pa)
V = gasens volym (m3)
n = gasens mängd (mol)
R = 8,31 J×mol-1×K-1 (gaskonstanten)
T = temperaturen (K)
1 mbar = 100 Pa = 0,1 kPa
1 atm = 1,013×105 Pa
__________________________________________________________________________
pA + qB <----> rC + sD Massverkans lag - för
denna jämviktsekvation lyder jämviktsvillkoret:
([C]r×[D]s) / ([A]p×[B]q ) = K
[A], [B], [C] och [D], anger koncentrationerna av ett ämne när jämvikt inträtt. K är
en konstant (jämviktskonstant) - specifik för denna reaktionen.
__________________________________________________________________________
Syror och baser
pH = -lg[H30+], [H30+] = 10-pH
pOH = -lg[OH-], [OH-] = 10-pOH
[H30+] × [OH-] = Kw Kw = 1 × 10-14
pH + pOH = pKW pKW = 14
__________________________________________________________________________
Postad: 2007-02-07 //Lars
Helge Swahn Senaste översyn: 2009-11-28
|
