Hoe de link energie te berekenen

Verbindingsenergie is een belangrijk begrip in de chemie dat de hoeveelheid energie definieert die nodig is om een binding tussen een covalent gebonden gas te verbreken. Dit type bindingsenergie is niet van toepassing op ionische bindingen. Wanneer twee atomen samenkomen om een nieuw molecuul te vormen, is het mogelijk om te bepalen hoe sterk de binding tussen de atomen is door de hoeveelheid energie te meten die nodig is om die binding te verbreken. Onthoud dat een atoom alleen geen bindende energie heeft - het is de band tussen twee atomen die energie heeft. Om de verbindingsenergie van een reactie te berekenen, bepaalt u eenvoudig het totale aantal verbroken koppelingen en trekt u vervolgens het totale aantal verbindingen af.

Inhoud

Stappen

Deel 1bepaal de verbroken en gevormde koppelingen
Deel 2bereken de verbindingsenergie

stappen

Deel 1
Bepaal de verbroken en gevormde koppelingen

Definieer de vergelijking om de verbindingsenergie te berekenen. De verbindingsenergie wordt gedefinieerd door de som van alle verbroken koppelingen minus de som van alle gevormde verbindingen: ΔH = ΣH_{(obligaties gebroken)} - oH_{(obligaties gevormd)}. ΔH is de verandering in verbindingsenergie, ook bekend als de linkenthalpie, en ΣH is de som van de verbindingsenergieën voor elke zijde van de vergelijking.

Deze vergelijking is een formule van de wet van Hess.
De eenheid voor de bindingsenergie is kilojoules per mol of kJ / mol.

Teken de chemische vergelijking die alle verbanden tussen moleculen weergeeft. Wanneer u een vergelijking ontvangt die alleen is geschreven met chemische symbolen en getallen, is het handig om deze vergelijking te tekenen, waarbij alle verbindingen tussen de verschillende elementen en moleculen worden geïllustreerd. Met deze visuele weergave kunt u eenvoudig alle koppelingen tellen die breken en worden gevormd aan de zijkanten van het reagens en het product van de vergelijking.

Onthoud dat de linkerkant van de vergelijking alle reactanten zijn en de rechterkant alle producten.

De individuele, dubbele en drievoudige verbindingen hebben verschillende koppelingsenergieën, dus vergeet niet om het diagram met de juiste koppelingen tussen de elementen te tekenen.

Teken bijvoorbeeld de volgende vergelijking: H₂(g) + Br₂(g) ---> 2 HBr (g)

H-H + Br-Br ---> 2 H-Br

Ken de regels voor het tellen van gebroken en gevormde links. In de meeste gevallen zijn de koppelingsenergieën die u voor deze berekeningen zult gebruiken gemiddelden. Dezelfde link kan een enigszins andere bindingsenergie hebben gebaseerd op het molecuul waarin het wordt gevormd - daarom worden de gemiddelde bindingsenergieën in het algemeen gebruikt.

Een enkele link, een dubbele link en een drievoudige link worden allemaal behandeld als een pauze. Iedereen heeft verschillende bond-energieën, maar ze tellen als één pauze.

Hetzelfde geldt voor de vorming van een enkele, dubbele of drievoudige koppeling. Ze zullen worden geteld als unieke formaties.

In ons voorbeeld zijn alle links eenvoudige koppelingen.

Identificeer de verbroken links aan de linkerkant van de vergelijking. De linkerkant bevat de reagentia. Deze zullen alle gebroken links in de vergelijking vertegenwoordigen. Dit is een endotherm proces dat de absorptie van energie vereist om de bindingen te verbreken.

In ons voorbeeld heeft de linkerkant de links 1 H-H en 1 Br-Br.

Tel de links die aan de rechterkant van de vergelijking staan. De rechterkant bevat alle producten. Dit zijn alle ketens die zullen worden gevormd. Dit is een exotherm proces dat energie vrijgeeft, meestal in de vorm van warmte.

In ons voorbeeld heeft de rechterkant 2 H-Br-koppelingen.

Deel 2
Bereken de verbindingsenergie

Zoek de koppelingsenergieën van de betreffende links. Er zijn veel tabellen met informatie over de gemiddelde koppelingsenergieën voor een specifieke link. Deze tabellen zijn online te vinden of in een scheikundeboek. Het is belangrijk op te merken dat deze bindende energieën altijd voor moleculen in de gasvormige toestand zijn.

In ons voorbeeld moet u de linksenergie vinden voor een H-H-koppeling, een Br-Br-koppeling en een H-br-koppeling.
H-H = 436 kJ / mol-Br-Br = 193 kJ / mol-H-Br = 366 kJ / mol.
Om de bindingsenergie voor de moleculen in de vloeibare toestand te berekenen, is het ook noodzakelijk om te zoeken naar de verandering van enthalpie van verdamping voor het vloeibare molecuul. Dit is de hoeveelheid energie die nodig is om de vloeistof in gas om te zetten. Dit nummer wordt toegevoegd aan de totale koppelingskracht.

Bijvoorbeeld: als u vloeibaar water hebt gekregen, moet u de enthalpie-verandering van waterverdamping (+41 kJ) aan de vergelijking toevoegen.

Vermenigvuldig de koppelingsenergieën met het aantal verbroken koppelingen. In sommige vergelijkingen kunt u meerdere keren dezelfde verbroken link gebruiken. Als er bijvoorbeeld 4 waterstofatomen in het molecuul zijn, moet de bindingsenergie van de waterstof 4 keer worden geteld, of worden vermenigvuldigd met 4.

In ons voorbeeld is er slechts één link van elk molecuul, dus de koppelingsenergieën worden eenvoudigweg vermenigvuldigd met 1.

H-H = 436 x 1 = 436 kJ / mol

Br-Br = 193 x 1 = 193 kJ / mol

Voeg alle linkergieën van de verbroken koppelingen toe. Zodra u de link energieën heeft vermenigvuldigd met het aantal individuele links, moet u alle links aan de reactieve kant toevoegen.

In ons voorbeeld is de som van de verbroken bindingen H-H + Br-Br = 436 + 193 = 629 kJ / mol.

Vermenigvuldig de koppelingsenergieën met het aantal gevormde verbindingen. Net als bij de verbroken koppelingen in het reagensgedeelte, vermenigvuldigt u het aantal links gevormd door hun respectieve koppelingskracht. Als u 4 waterstofbruggen heeft gevormd, moet u de verbindingsenergie met 4 vermenigvuldigen.

In ons voorbeeld hebben we 2 H-Br gevormd, dus de bindingsenergie van H-Br (366 kJ / mol) zal vermenigvuldigd worden met 2: 366 x 2 = 732 kJ / mol.

Totaal alle verbindingsenergieën gevormd. Nogmaals, net als bij gebroken links, voeg je alle links toe die aan de zijkant van het product zijn gevormd. Soms wordt er slechts één product gevormd en kunt u deze stap overslaan.

In ons voorbeeld is er maar één product gevormd, dus de energieën van de gevormde bindingen zijn simpelweg de energie van 2 H-Br-bindingen of 732 kJ / mol.

Trek de links af die zijn gevormd uit de verbroken koppelingen. Zodra u alle koppelingsenergieën aan beide kanten hebt toegevoegd, trekt u simpelweg de koppelingen af die zijn gevormd uit de verbroken koppelingen. Onthoud de vergelijking: ΔH = ΣH_{(obligaties gebroken)} - oH_{(obligaties gevormd). Verbind de berekende waarden en trek af.}

_{In ons voorbeeld: ΔH = ΣH}_{(obligaties gebroken)} - oH_{(obligaties gevormd)} = 629 kJ / mol - 732 kJ / mol = -103 kJ / mol.

Bepaal of de totale reactie endotherm of exotherm was. De laatste stap bij het berekenen van de bindingsenergie is om te bepalen of de reactie energie afgeeft of energie verbruikt. Een endotherme reactie (een die energie verbruikt) zal een positieve eindbindingsenergie hebben, terwijl een exotherme reactie (een die energie vrijgeeft) een negatieve bindingsenergie zal hebben.

In ons voorbeeld is de uiteindelijke bindingsenergie negatief, daarom is de reactie exotherm.

Delen op sociale netwerken:

Verwant