توضیح تئوری آنتالپی
آنتالپی یکی از مفاهیم کلیدی در شیمی و ترمودینامیک است که به معنای مقدار انرژی موجود در یک سیستم شیمیایی است. به زبان ساده، آنتالپی (enthalpy) بیانگر مجموع انرژی داخلی (U) یک سیستم به علاوه حاصل‌ضرب فشار (P) در حجم (V) آن سیستم است. به‌صورت ریاضی:
PV+H=U
در اینجا:
- : آنتالپی
- : انرژی داخلی
- : فشار
- : حجم
در کتاب شیمی یازدهم، آنتالپی به‌عنوان مقدار گرما تعریف می‌شود که در یک واکنش شیمیایی جذب یا آزاد می‌شود، به شرطی که واکنش در فشار ثابت انجام شود. این مفهوم به‌ویژه در بررسی واکنش‌های گرمازا (واکنش‌هایی که گرما آزاد می‌کنند) و واکنش‌های گرماگیر (واکنش‌هایی که گرما جذب می‌کنند) کاربرد دارد.
آنتالپی (H) یک خاصیت ترمودینامیکی است که مقدار انرژی ذخیره‌شده در یک سیستم (مانند مواد شیمیایی) را در شرایط فشار ثابت نشان می‌دهد. در شیمی، تغییرات آنتالپی (ΔH) برای بررسی انرژی مبادله‌شده در واکنش‌ها استفاده می‌شود.
انواع تغییرات آنتالپی در شیمی یازدهم:
آنتالپی پیوند (ΔHₚ):
انرژی مورد نیاز برای شکستن یک مول پیوند در حالت گازی.مثال:
H۲(g) → ۲H(g) ΔH = +۴۳۶ kJ/mol
آنتالپی سوختن (ΔHₛ):
انرژی آزادشده هنگام سوختن کامل یک مول ماده در حضور اکسیژن.مثال:
CH۴(g) + ۲O۲(g) → CO۲(g) + ۲H۲O(l) ΔH = -۸۹۰ kJ/mol
آنتالپی تشکیل (ΔHₑ):
انرژی مبادله‌شده هنگام تشکیل یک مول ماده از عناصر سازنده آن.مثال:
C + ۲H۲(g) → CH۴(g) ΔH = -۷۴.۸ kJ/mol
نکات کلیدی:
ΔH مثبت (ΔH > ۰): واکنش اندوترمی (انرژی جذب می‌شود).
ΔH منفی (ΔH < ۰): واکنش اگزوترمی (انرژی آزاد می‌شود).
واحد آنتالپی: کیلوژول بر مول (kJ/mol).
نکات مهم آنتالپی:
علامت :
- اگر : واکنش گرماگیر است.
- اگر : واکنش گرمازا است.
واحد آنتالپی:
- تغییر آنتالپی () معمولاً بر حسب کیلوژول بر مول () بیان می‌شود.
شرایط فشار ثابت:
- آنتالپی به‌طور خاص در شرایط فشار ثابت تعریف می‌شود، زیرا در این شرایط مقدار گرمای جذب‌شده یا آزادشده دقیقاً برابر با تغییر آنتالپی است.
نتیجه‌گیری:
آنتالپی یک خاصیت حالت است که به ما کمک می‌کند انرژی مرتبط با واکنش‌های شیمیایی را در شرایط فشار ثابت بررسی کنیم. با توجه به علامت ، می‌توانیم تشخیص دهیم که آیا واکنش گرمازا یا گرماگیر است.
