Prokleta energetika, sunce joj...

Acetofenon's picture

Jel može neko malo jasnije objašnjenje? Šta je delta lH, delta hH i delta sH?

alexa996's picture

Skoro sve ti je rečeno u zadatku. ΔsH je promena entalpije pri rastvaranju nekog jonskog jedinjenja (ne mora da ima indeks s, a ni ne mora da se samo odnosi na jonska jedinjenja, već su to dabrali autori zadatka). Ovaj proces se može označiti jednačinom:

AmBn (s) → m An+ (aq) + n Bm- (aq)

gde su An+ i Bm- katjon i anjon neke soli, respektivno.

Ovaj proces se može zamisliti kao suma dva pojedinačna procesa. To je proces razlaganja kristalne rešetke i proces hidratacije gasovitih jona.

Energija kristalne rešetke, odnosno promena entalpije pri razlaganju kristalne rešetke, predstavlja energiju koja je potrebna da se čvrsta jedinična ćelija kristalne rešetke razloži na jone u gasovitom obliku. Autori zadatka su odlučili da ovu promenu entalpije obeleže ΔlH. Opšta jednačina reakcije bi izgledala ovako:

AmBn (s) → m An+ (g) + n Bm- (g)

Vrednost ove promene entalpije je uvek pozitivna, što je logično, jer je potrebno dovesti energiju da bi se kristalna rešetka "razbila". U protivnom, zašto bi uopšte i nastajala?

(Jedna napomena: neki autori definišu energiju kristalne rešetke obrnuto, tj. kao energiju koja se oslobađa kada se od gasovitih jona formira čvrsta jedinična ćelija kristalne rešetke. Onda je takva promena entalpije negativna (ponovo ponavljam, to je logično, jer je onda proces u potpunosti obrnut). To ovde nije slučaj, jer je u tekstu zadatka rečeno da se energija troši.)

Energija hidratacije, odnosno promena entalpije pri procesu hidratacije, predstavlja energiju koja se oslobađa pri procesu okruživanja jona (jona u ovom slučaju, ali može i molekula) molekulima vode. U zadatku je označena kao ΔhH. Joni su naelektrisani, kao naelektrisane kuglice. Voda ima dipol, odnosnu stranu koja je pozitivno naelektrisana i stranu koja je negativno naelektrisana. Molekuli vode okružuju jone (+ strana vode ka anjonima, - ka katjonima) i tim procesom se oslobađa energija. Ne zaboravi, potencijalna energija električnog polja proporcionalna je naelektrisanjima čestica koje su u  elektrostatičkoj interakciji, a obrnuto proporcionalna rastojanju na kome se nalaze. Ovaj proces se obično označava jednačinama reakcije za svaki pojedinačni jon, ali u ovom slučaju se odnosi na sve graditelje jedinične ćelije. Dakle, proces bi izgledao ovako:

m An+ (g) + n Bm- (g) → m An+ (aq) + n Bm- (aq)

Mislim da možeš primetiti na osnovu jednačina reakcija kako suma ova dva procesa daje kao zbir proces rastvaranja. Promenu entalpije procesa rastvaranja onda možemo pretstaviti na sledeći način:

ΔsH = ΔlH + ΔhH

Sada se možemo posvetiti zadatku. Rečeno je da je proces rastvaranja endoterman (prvi red zadatka), što znači da je promena entalpije pri rastvaranju pozitivna, ΔsH > 0.  Pomoću ovog zaključka možemo odbaciti tvrdnje 2, 4 i 5. Sada treba pronaći koja promena entalpije je po apsolutnoj vrednosti veća (koja promena entalpije ima veću brojčanu vrednost, bez obzira na znak, + ili -). Šta znamo? Znamo da je uvek: ΔlH > 0 i ΔhH < 0. Njihov zbir je veći od nule (ΔsH > 0 po uslovima zadatka). To znači da negativna vrednost hidratacije nije bila "dovoljno negativna" da ΔsH bude manje od nule. Dakle, po apsolutnoj vrednosti, ΔlH je veće od ΔhH i odgovor je pod 1.

Ako želiš da do odgovora dođeš još "matematičkijim" pristupom, onda, pošto je ΔlH > 0 i ΔhH < 0, možeš napisati: ΔlH = |ΔlH| i ΔhH = - |ΔhH|. Pošto je ΔsH = ΔlH + ΔhH > 0, onda je ΔlH > - ΔhH, tj. |ΔlH| > - (- |ΔhH|), tj. |ΔlH| > |ΔhH|.

P.S. Mislim da ovakav naziv teme nije prikladan. :)

Acetofenon's picture

Kako sam ja skapirao:

Toplotni efekat rastvaranja jonskog jedinjenja je endoterman(dakle vezuje se toplota deltasH>0) i nju čine energija potrebna za razlaganje kr.rešetke i energije oslobođene hidratacijom jona. Pošto je u pitanju rastvaranje, onda bi bilo logično da je energija razlaganja rešetke veća od energije hidratacije(a hidratacija bi činila reakciju egzotermnom).

Jel da?

Inače, ime teme sam smislio u afektu. My bad.xd

alexa996's picture

Ne.

Analiziraću redom ono što si napisao.

1. "Toplotni efekat rastvaranja jonskog jedinjenja je endoterman(dakle vezuje se toplota deltasH>0)"

Ovo je poznato iz teksta zadatka. Rečeno je da je toplotni efekat endoterman, odnosno da sistem, pri rastvaranju, prima toplotu. To znači da je ΔsH > 0, po definiciji.
Naravno, ovo važi od jedinjenja do jedinjenja. Promena entalpije rastvaranja jedinjenja može biti i pozitivna i negativna vrednost, zavisi na koje jedinjenje se odnosi. U zadatku su rekli da je pozitivna (endoterman proces), ali postoje jedinjenja čije rastvaranje predstavlja egzoterman proces.

2. " i nju (ΔsH) čine energija potrebna za razlaganje kr.rešetke i energije oslobođene hidratacijom jona"

U najjednostavnijem modelu, da. ΔsH = ΔlH + ΔhH

ΔlH je uvek pozitivno.
ΔhH je uvek negativno. (moj prethodni post)
Njihov zbir daje ΔsH.
Da li će ΔsH biti pozitivno ili negativno zavisi od ΔlH i ΔhH.
ΔlH je uvek veće od ΔhH, jer je pozitivna vrednost uvek veća od negativne (matematika!).
ALI! Veliko ALI! |ΔlH| nije uvek veće od |ΔhH|. Sada poredimo njihove apsolutne vrednosti.
ΔlH i |ΔlH| su isto. Prvo je uvek pozitivno i drugo je uvek pozitivno. ΔlH = |ΔlH|
Međutim ΔhH i |ΔhH| nikad nisu isto. ΔhH je uvek negativno. |ΔhH| je uvek pozitivno. ΔhH i |ΔhH| imaju istu brojčanu vrednost, ali ΔhH ima negativan predznak, a |ΔhH| pozitivan predznak. Ako je |ΔhH| uvek pozitivno, a ΔhH uvek negativno, a imaju istu brojnu vrednost, onda da bi dobili ΔhH, treba samo da ispred vrednosti |ΔhH| stavimo znak minus, tj. ΔhH = - |ΔhH|.

3. "Pošto je u pitanju rastvaranje, onda bi bilo logično da je energija razlaganja rešetke veća od energije hidratacije(a hidratacija bi činila reakciju egzotermnom)."

Ovo važi samo u konkretnom slučaju.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Dakle, ΔsH = ΔlH + ΔhH.

Ako zamenimo promenljive novim, apsolutnim promenljivima, prema jednakostima ΔlH = |ΔlH| i ΔhH = - |ΔhH|, dobićemo jednačinu koja izgleda ovako: ΔsH = |ΔlH| - |ΔhH|.

Na osnovu zadatka, znamo da je ΔsH > 0. Onda možemo napisati |ΔlH| - |ΔhH| > 0. Matematičkom obradom ove nejednačine, u jednom koraku, dolazimo do oblika |ΔlH| > |ΔhH|.

S druge strane, čistim razmišljanjem, do rešenja se dolazi ovako. ΔlH, odn. energija kristalne rešetke, čini pozitivan aspekt energije rastvaranja. ΔhH, odn. energija kristalne rešetke, čini negativan aspekt energije rastvaranja. Onaj koji je veći, po apsolutnoj vrednosti, odlučiće da li će proces biti pozitivan ili negativan. U konkretnom slučaju, pošto je promena entalpije rastvaranja pozitivna (endoterman proces), znači da je apsolutna vrednost energije kristalne rešetke nadvladala i veća je od apsolutne vrednosti energije hidratacije.

Acetofenon's picture

Hvala što si se ovoliko potrudio da mi objasniš. Sad mi je jasno. :D