Energijska sprememba pri procesih

Kaj se boste naučili v tem poglavju?
Spoznali boste eksotermne in endotermne procese, in se naučili narisati energijski diagram procesa. Utrdili boste tudi pojem entalpija in sprememba entalpije pri procesih.
Uvod
Procese v kemiji lahko razdelimo v dve skupini: na kemijske in fizikalne procese. Vse procese v kemiji spremljajo tudi energijske spremembe, ki se največkrat odražajo v obliki toplote, včasih pa tudi v obliki svetlobe. V tem primeru govorimo o toplotni in svetlobni energiji. V tem poglavju se boste ukvarjali s toploto pri kemijskih reakcijah in pri fizikalnih procesih.
Film: pri nevtralizaciji se toplota sprošča

Oglejte si poskus in odgovorite na spodnja vprašanja.

Kaj ste videli?
Kaj velja za reakcijo, ki ste jo videli pri poskusu?

| Pri reakciji se razvija več plinov, med njimi kisik.
| Reakcija je endotermna.
| Temperatura se je pri reakciji povišala.
| Reakcija v resnici sploh ni potekla.

Napačno
Napačno
Pravilno
Napačno
Sprememba entalpije

Večina procesov v naravi poteka pri stalnem tlaku. Toploti, ki se izmenja v tem primeru, rečemo sprememba entalpije ΔH, njena enota pa je joule J. Običajno uporabljamo tisočkrat večjo enoto kJ.

Če se pri nekem procesu sprosti v okolico energija v obliki toplote, rečemo, da je proces eksotermen. Energija se s tem v samem procesu zniža, saj je ta nekaj energije v obliki toplote oddal v okolico.

Potek takšnega procesa prikazuje energijski diagram, ki sledi.

Kako se spremeni temperatura okolice pri eksotermnem procesu?
Temperatura se poviša.
Energijski diagram za potek eksotermnega procesa
Oksidacija metana
Popolno gorenje metana zapišemo z enačbo: CH4(g) + 2 O2(g)→ CO2(g) + 2 H2O(l). Pri tej reakciji se sprosti v obliki toplote 890 kJ energije na en mol metana. Kateri zapis spremembe entalpije pri tej reakciji je pravilen?

| ΔH = + 890 kJ/mol
| ΔH = − 1090 kJ/mol
| ΔH = − 890 kJ/mol
| ΔH = 890 kJ/mol

Napačno.
Napačno.
Pravilno.
Napačno.
Premog
Pri gorenju premoga se toplota sprošča. Ta reakcija je

| endotermna.
| eksotermna.
| eksotermna in endotermna.
| nič od tega.

Napačno.

Pravilno.

Pri popolnem sežigu enega mola čistega premoga se sprosti 394 kJ energije v obliki toplote.

Napačno.
Napačno.
Energijski diagram za potek endotermnega procesa
Kalijev klorat
Kalijev klorat razpada pri segrevanju na kalijev klorid in kisik. Ta reakcija

| je eksotermna
| je endotermna
| je brezvezna
| sploh ne poteče

Narobe. Kalijev klorat je sestavni del eksplozivov.
Dopolnite enačbo te reakcije.
JXUwMDZh KClO3(s) → JXUwMDZh KCl(s) + JXUwMDZi O2(g)

Fizikalne spremembe
Za taljenje in izparevanje ledu je potrebna toplota. Ta procesa sta

| eksotermna.
| neverjetna.
| eksotermna in endotermna.
| endotermna.

Napačno
Napačno
Napačno
Pravilno
Etanol kot gorivo
Etanol je eno od možnih goriv bodočnosti. Pri oksidaciji etanola se sprosti − 1386 kJ/mol toplote pri standardnih pogojih. Koliko toplote nastane pri sežigu treh molov etanola? Pazite tudi na ustrezen predznak.

| − 1386 kJ
| − 2772 kJ
| − 4158 kJ
| − 5600 kJ

Napačno.
Napačno.

Pravilno.

Pri sežigu etanola se sprosti več energije kot v primeru metanola, ker je pri etanolu vsebnost ogljika večja.

Napačno.