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• Schreiten
• Tipps

Wenn Sie chemische Komponenten mischen, sei es in der Küche oder in einem chemischen Labor, entstehen neue Substanzen, die wir als „Produkte“ bezeichnen. Während dieser chemischen Reaktionen kann Wärme von der Umwelt absorbiert oder an diese abgegeben werden. Der Wärmeaustausch während einer chemischen Reaktion mit der Umgebung wird als Enthalpie einer Reaktion bezeichnet, die als ∆H geschrieben wird. Lesen Sie den folgenden Artikel, um ∆H zu finden.

Schreiten

1. Bereiten Sie die Reaktanten für die chemische Reaktion vor. Um die Enthalpie einer Reaktion korrekt zu messen, müssen Sie zuerst die richtige Menge jedes Reaktanten haben.
   • Angenommen, Sie möchten als Beispiel die Enthalpie der Reaktion ermitteln, bei der Wasser aus Wasserstoff und Sauerstoff gebildet wird: 2H2 (Wasserstoff) + O2 (Sauerstoff) → 2H2O (Wasser). Für die Zwecke dieses Beispiels wird angenommen, dass wir 2 Mol Wasserstoff und 1 Mol Sauerstoff haben.
2. Reinigen Sie das Reaktionsgefäß. Reinigen Sie das gewünschte Reaktionsgefäß (normalerweise ein Kalorimeter), um sicherzustellen, dass die Reaktion ohne Kontamination abläuft.
3. Legen Sie einen Rührstab und ein Thermometer in das Reaktionsgefäß. Bereiten Sie die Mischung nach Bedarf vor und messen Sie ihre Temperatur, indem Sie sowohl den Rührstab als auch das Thermometer im Kalorimeter halten.
4. Gießen Sie die Reaktanten in das Reaktionsgefäß. Sobald alles richtig vorbereitet ist, können Sie die Reaktanten in das Kalorimeter geben. Dann schließen Sie es sofort.
5. Messen Sie die Temperatur. Notieren Sie mit dem Thermometer, das Sie in das Kalorimeter eingesetzt haben, sofort die Temperatur, nachdem Sie die Reaktanten hinzugefügt haben.
   • Nehmen wir im obigen Beispiel an, Sie geben Wasserstoff und Sauerstoff in das Kalorimeter, schalten es aus und notieren eine Temperatur (T1) von 150 K (was sehr niedrig ist).
6. Fahren Sie mit der Antwort fort. Geben Sie den Substanzen etwas Zeit zum Reagieren und rühren Sie sie gegebenenfalls um, um sie genau zu beschleunigen.
7. Messen Sie die Temperatur erneut. Wenn die Reaktion abgeschlossen ist, notieren Sie die Temperatur erneut.
   • Angenommen, im Beispiel ist die zweite Temperatur (T2) oder 95 K.
8. Berechnen Sie die Temperaturdifferenz von T1 und T. Sie notieren den Unterschied als ∆T.
   • Im Beispiel berechnen Sie ∆T wie folgt:
     ∆T = T2 - T1 = 95 K - 185 K = -90 K.
9. Bestimmen Sie die Gesamtmasse der Reaktanten. Wenn Sie die Gesamtmasse der Reaktanten berechnen möchten, benötigen Sie die Molmasse Ihrer Komponenten. Die Molmasse ist eine Konstante; Sie finden diese in Standardperiodensystemen oder anderen Chemietabellen.
   • Im obigen Beispiel verwenden Sie Wasserstoff und Sauerstoff mit Molmassen von 2 g bzw. 32 g. Da Sie 2 Mol Wasserstoff haben und 1 Mol Sauerstoff verbraucht haben, können Sie die Gesamtmasse der Reaktanten wie folgt berechnen:
     2x (2 g) + 1x (32 g) = 4 g + 32 g = 36 g
10. Berechnen Sie die Enthalpie der Reaktion. Sobald Sie dies getan haben, können Sie die Enthalpie der Reaktion bestimmen. Die Formel sieht folgendermaßen aus: ∆H = (m) x (s) x (∆T)
    • In der Formel ist m die Gesamtmasse der Reaktanten; s ist die spezifische Wärme, die auch für jedes Element oder Verbundmaterial konstant ist.
    • Im obigen Beispiel ist das Endprodukt Wasser mit einer spezifischen Wärme von 4,2 JK-1 g-1. Die Enthalpie der Reaktion kann daher wie folgt berechnet werden:
      ∆H = (36 g) x (4,2 JK-1 g-1) x (-90 K) = -13608 J.
11. Notieren Sie sich das Ergebnis. Wenn das Vorzeichen Ihrer Antwort negativ ist, ist die Reaktion exotherm: Wärme geht an die Umwelt verloren. Wenn das Vorzeichen der Antwort positiv ist, ist die Reaktion endotherm: Wärme wird aus der Umgebung absorbiert.
    • Im obigen Beispiel lautet die letzte Antwort -13608 J. Dies ist also eine exotherme Reaktion, die eine erhebliche Menge an Energie verbraucht.

Tipps

• Diese Berechnungen werden in Kelvin (K) durchgeführt - einer Skala für die Temperaturmessung wie bei Celsius. Wenn Sie Kelvin in Celsius umrechnen möchten, fügen Sie einfach 273 Grad hinzu: K = C + 273.