พลังงานพันธะและแคลอริเมตรี
| English | ไทย |
|---|---|
| bond energy/bɒnd ˈenədʒi/ | พลังงานพันธะ |
| endothermic/ˌendəʊˈθɜːmɪk/ | ดูดความร้อน |
| exothermic/eɡzəˈðɜːmɪk/ | คายความร้อน |
| specific heat capacity/spəˈsɪfɪk hiːt kəˈpæsɪti/ | ความจุความร้อนจำเพาะ |
| calorimetry/ˌkælɔːˈrɪmətri/ | การวัดความร้อน |
การนับพลังงานในพันธะ
- ขณะเกิดปฏิกิริยา พันธะเก่า แตกหัก และพันธะใหม่ เกิดขึ้น
- การแตกหักต้องใช้พลังงาน เข้า; การสร้างให้พลังงาน ออก
- เรายังสามารถวัด $\Delta H$ ในห้องปฏิบัติการได้ด้วย
ข้อใดถูกต้อง?
ต้องใช้พลังงานในการตัดพันธะและจะถูกปล่อยเมื่อพันธะเกิดขึ้น; ΔH คือผลต่าง
การตัดพันธะเป็นกระบวนการดูดความร้อนและการสร้างพันธะเป็นกระบวนการคายความร้อน
ΔH = พันธะที่ถูกตัด − พันธะที่ถูกสร้าง
การคำนวณพลังงานพันธะ
- การ แตกหัก พันธะเป็นปฏิกิริยาเอ็นโดเทอร์มิก; การ สร้าง พันธะเป็นปฏิกิริยาเอกซ์ותרมิก
- พลังงานพันธะ คือพลังงานที่ใช้ในการทำลายหนึ่งโมลของพันธะ (สถานะแก๊ส) — จะมีค่าเป็น บวก เสมอ
- บางค่ามีค่าที่แน่นอน; แต่บางค่าเป็นค่า เฉลี่ย จากหลายโมเลกุล ดังนั้นคำตอบจึงเป็นเพียงค่า ประมาณการ เท่านั้น

การทำลายพันธะต้องดูดความร้อนและการเกิดพันธะจะคายความร้อน
พลังงานเข้า, พลังงานออก
ΔH = (พลังงานในการตัดพันธะ) − (พลังงานที่ปล่อยมาจากการสร้างพันธะ) ปรับพลังงานกระตุ้นและการเปลี่ยนแปลงรวมเพื่อเปรียบเทียบโปรไฟล์คายและความร้อนและดูดความร้อน
โดยใช้พลังงานพันธะ, ΔH ของปฏิกิริยาเท่ากับ:
ΔH = Σ(พันธะที่ถูกตัด) − Σ(พันธะที่ถูกสร้าง); พลังงานเข้าในการตัดลบด้วยพลังงานออกในการสร้าง
ทำไมการคำนวณโดยใช้พลังงานพันธะเฉลี่ยจึงเป็นการประมาณเท่านั้น?
พลังงานพันธะเฉลี่ยคือค่าเฉลี่ยจากหลายโมเลกุล ดังนั้นจึงไม่ตรงกับโมเลกุลใดโมเลกุลหนึ่งอย่างแม่นยำ
การวัดในห้องปฏิบัติการ
- เมื่อปฏิกิริยาทำให้สารละลายที่มีมวลทราบแล้วมีความร้อนเพิ่มขึ้น พลังงานความร้อนที่ถ่ายโอนคือ:
- ($m$ = มวล, $c$ = ความจุความร้อนจำเพาะ, $\Delta T$ = การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ.) จากนั้นต่อหนึ่งโมล:
- เครื่องหมายลบจะทำให้ $\Delta H$ มีค่าเป็นลบเมื่ออุณหภูมิ สูงขึ้น (ปฏิกิริยาคายความร้อน)

การเผาไหม้เชื้อเพลิงเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน ปล่อยพลังงานสู่สิ่งแวดล้อม
ความร้อนที่ถ่ายโอนไปยังสารละลายคำนวณได้ด้วย:
q = mcΔT (มวล × ความจุความร้อนจำเพาะ × การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ); ΔH ต่อโมล = −mcΔT/n
จับคู่แต่ละแนวคิดกับสิ่งที่มันหมายถึง
แต่ละรายการเชื่อมโยงพจน์กับความหมายที่ถูกต้อง
การคำนวณด้วยพลังงานพันธะ
ตัวอย่างวิธีทำ. ΔH = (พันธะที่ถูกทำลาย) − (พันธะที่เกิดขึ้น) หากการทำลายต้องใช้ +1500 kJ และการเกิดจะคาย −1800 kJ, ΔH = 1500 − 1800 = −300 kJ/mol (ปฏิกิริยาคายความร้อน)

การวัดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของสารละลายที่มีมวลทราบไว้
คุณเข้าใจแล้ว
- การทำลาย พันธะเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน; การสร้าง พันธะเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน
- $\Delta H_r = \sum(\text{bonds broken}) - \sum(\text{bonds made})$
- ค่าพลังงานพันธะแบบ เฉลี่ย ให้เพียงคำตอบที่เป็น ประมาณการ เท่านั้น
- การวัดความ calorimetry: $q = mc\Delta T$, แล้ว $\Delta H = -\dfrac{mc\Delta T}{n}$