ฟังก์ชันที่สำคัญอีกตัวหนึ่ง
นั่นก็คือ เอนทัลปี นักเรียนคิดว่าเอนทัลปีคืออะไร และเราสามารถวัดค่าเอนทัลปีได้โดยตรงหรือไม่
?
เอนทัลปี
(enthalpy) คือ ปริมาณความร้อนที่ผ่านเข้าหรือออกจากระบบในกระบวนการที่ความดันคงที่
ซึ่งเราเขียนแทนด้วยสัญลักษณ์ H
H
= E + PV
เมื่อเราทำการทดลอง
สิ่งที่เราวัดได้จริงๆ จากการทดลอง คือ การเปลี่ยนแปลงเอนทัลปี
และเราให้นิยามว่า การเปลี่ยนแปลงเอนทัลปีของปฏิกิริยา
(enthalpy of reaction; DH)
ซึ่งเป็นความแตกต่างระหว่างเอนทัลปีของสารผลิตภัณฑ์กับเอนทัลปีของสารตั้งต้น
DH
= Hสารผลิตภัณฑ์
- Hสารตั้งต้น
|
DH
< 0 สำหรับกระบวนการคายความร้อน |
DH
> 0 สำหรับกระบวนการดูดความร้อน |
|
นักเรียนคิดว่า
เอนทัลปีเป็นฟังก์ชันสภาวะหรือไม่ ? ลองพิจารณาการเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นไอ
ทั้ง 2 วิธีนี้ แล้วนักเรียนจะได้คำตอบ |
เนื่องจากเอนทัลปีเป็นฟังก์ชันสภาวะ การเปลี่ยนแปลงเอนทัลปีของการเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นแก๊สจึงไม่ขึ้นอยู่กับวิธีการเปลี่ยนสถานะ
ดังนั้น การเปลี่ยนแปลงเอนทัลปีของการเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นแก๊สทั้งสองวิธีจึงมีค่าเท่ากัน
และจะได้ว่า
DHการระเหิด
= DHการหลอมเหลว
+ DHการระเหย
การเปลี่ยนแปลงเอนทัลปีกับการเปลี่ยนสถานะจากน้ำแข็งเป็นไอน้ำ
(เมื่อความดันและอุณหภูมิคงที่)
เอนทัลปีมาตรฐานของการเกิด
(standard enthalpy of formation, DHof
) เป็นการเปลี่ยนแปลงความร้อนที่เกิดจากการที่ธาตุองค์ประกอบทำปฏิกิริยากันเพื่อเกิดเป็นสารประกอบหรือธาตุชนิดหนึ่งจำนวน
1 โมล ที่อุณหภูมิ 25 oC ความดัน 1 atm ถ้าเราทราบค่า
DHof ของสารต่างๆ
แล้ว เราจะสามารถคำนวณการเปลี่ยนแปลงเอนทัลปีของปฏิกิริยา
(DHorxn)
ได้ทันที
aA + bB -----------> cC + dD
เราสามารถหาเอนทัลปีมาตรฐานของปฏิกิริยา
(standard enthalpy of reaction, DHorxn)
ได้จาก
เมื่อ |
a,
b, c และ d |
คือ
สัมประสิทธิ์ปริมาณสารสัมพันธ์ (stoichiometric coefficient)
ของสารในปฏิกิริยา |
|
SDHof
|
คือ ผลรวมของการเปลี่ยนแปลงเอนทัลปีมาตรฐานของการเกิด
(DHof)
|
|
m และ n |
คือ สัมประสิทธิ์ปริมาณสารสัมพันธ์ของสารตั้งต้นและสารผลิตภัณฑ์ในปฏิกิริยาตามลำดับ |
|
ยังไงกันแน่
: ไหนตอนแรกบอกว่า เราไม่สามารถวัดค่าเอนทัลปีได้โดยตรง
แต่วัดได้เฉพาะการเปลี่ยนแปลงเอนทัลปี แล้วเราจะทราบค่าเอนทัลปีมาตรฐานของการเกิดได้อย่างไร
? |
หมายเหตุ:
|
ธาตุที่มีอยู่ในสภาพธรรมชาติที่สภาวะมาตรฐาน
มีค่าเอนทัลปีมาตรฐานของการเกิดเป็นศูนย์ (DHof
= 0)
เช่น C(s), Na(s), He(g), S(s), O2(g), Ca(s),
N2(g), H2(g), Cl2(g),
Br2(l), และ I2(s) |
|