Vật lý hóa

Nhiệt hóa học

Nhiệt hóa học định lượng nhiệt trao đổi trong phản ứng, dùng enthalpy, định luật Hess và năng lượng liên kết để dự đoán hiệu ứng nhiệt.

Ở áp suất không đổi, nhiệt phản ứng bằng độ biến thiên enthalpy của hệ. Quy ước dấu luôn gắn với hệ: phản ứng tỏa nhiệt có $\Delta H<0$ .

Mô hình và đại lượng

Quan hệ cần được đọc cùng giả thiết về trạng thái, điều kiện thực nghiệm và quy ước dấu. Khi thay số, giữ nhất quán đơn vị và kiểm tra thứ nguyên trước khi diễn giải kết quả.

\Delta H_{\mathrm{rxn}} = H_{\mathrm{produits}} - H_{\mathrm{réactifs}} = q_p

Định nghĩa: Định luật Hess

Vì enthalpy là hàm trạng thái, tổng $\Delta H$ chỉ phụ thuộc trạng thái đầu và cuối. Có thể cộng các phương trình nhiệt hóa học đã đảo chiều hoặc nhân hệ số; khi đảo phản ứng, đổi dấu $\Delta H$ .

Các đại lượng trong hệ thức được xác định theo phản ứng hoặc hệ đang xét. Đặc biệt phân biệt đại lượng chuẩn với trạng thái thực và không suy ra cơ chế chỉ từ một biểu thức tổng quát.

Ví dụ: Ví dụ có lời giải

Đốt 1 mol carbon theo C + O₂ → CO₂ có $\Delta H=-394$ kJ/mol. Nếu một lộ trình hai bước cho cùng biến đổi có hiệu ứng −110 và −284 kJ/mol, tổng vẫn là −394 kJ/mol.

Lời giải

Cộng các bước: $-110+(-284)=-394$ kJ/mol. Không nhân thêm hệ số vì các phương trình đã biểu diễn đúng một mol carbon.

Tóm tắt khái niệm
Khái niệm	Diễn giải	Đơn vị / ghi chú
Hệ thức trọng tâm	Dùng trong điều kiện đã nêu	Kiểm tra đơn vị và quy ước dấu
Đại lượng đo	Liên hệ trạng thái hoặc quá trình	So sánh dữ kiện với mô hình
Phạm vi	Mô hình hóa điều kiện cụ thể	Kiểm tra giả thiết trước áp dụng

Enthalpy tạo thành chuẩn $\Delta H_f^\circ$ cho phép cộng theo hệ số phương trình để tính phản ứng: sản phẩm trừ chất phản ứng. Với năng lượng liên kết, dùng tổng liên kết bị phá vỡ trừ tổng liên kết được tạo thành.

Theo ví dụ trên, kết quả nào được suy ra từ dữ kiện đã cho?

Phát biểu nào phù hợp với nội dung bài?

Tài liệu tham khảo

Peter Atkins, Julio de Paula (2014). Thermochemistry