Magnus Ehingers undervisning

Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete m.m.

Endoterma och exoterma reaktioner. Entalpi

Videogenomgång (flippat klassrum)

Exoterma reaktioner

Vad händer om man förbränner vätgas i syrgas?

  1. Reaktionsformel: 2H2(s) + O2(g) → 2H2O(g) + energi
  2. Vi vet av erfarenhet att
    1. vätgasen och syrgasen omvandlas till vatten; och
    2. det blir varmt

Energiförändringar när väte reagerar med syre och bildar vatten. Energiförändringar när väte reagerar med syre och bildar vatten. Först måste man bryta bindningarna mellan väteatomerna. Detta kräver tillförsel av energi. Denna energimängd kallas aktiveringsenergi.

  1. Sedan måste man bryta bindningarna mellan syreatomerna. Detta kräver också tillförsel av energi. 
  2. Slutligen bildas nya bindningar mellan väte och syre. Då frigörs energi.

När bindningarna i vatten bildas, frigörs sammanlagt mera energi än vad som tillförs för att bryta bindnigarna mellan kolatomerna och mellan syreatomerna. Därför avges det värme vid reaktionen. 

  1. Reaktionen kallas exoterm (av gr. exo = ut och lat. term = värme).
  2. Den sammanlagda (kemiska) energin hos produkterna är lägre än hos reaktanterna.

Endoterma reaktioner

Vad händer under fotosyntesen?

Reaktionsformel: 6CO2(g) + 6H2O(l) + energi → C6H12O6(s) + 6O2

Vid fotosyntesen omvandlas vatten och koldioxid till glukos och syre med hjälp av solenergin. Vid fotosyntesen omvandlas vatten och koldioxid till glukos och syre med hjälp av solenergin.

 

Annons

 
För att reaktionen skall ske, måste det hela tiden tillföras energi
  • (Förvisso frigörs det energi när det bildas nya bindningar i sockermolekylen, men den energi som frigörs är mindre än den energi som måste tillsättas för att bryta bindningarna i koldioxiden och i vattnet.)

Reaktionen kallas endoterm (av gr. endo = in).

  • Den sammanlagda (kemiska) energin hos produkterna är högre än hos reaktanterna.

Två skojiga reaktioner

Natriumhydroxid löses i vatten

Reaktionsformel:

\({\sf \text{NaOH(s)} \xrightarrow{\text{ H}_2\text{O }} \text{Na}^+\text{(aq)} + \text{OH}^-\text{(aq)}}\)

  1. Först bryts jonbindningarna mellan natrium- och hydroxidjonerna. Detta kräver tillförsel av energi.
  2. Sedan bildas nya bindningar mellan jonerna och vattnet.

    frigörs energi i form av värme.

  3. Fråga eleverna, vilken energimängd är störst, den som tillförs eller den som frigörs, vid just denna reaktion?

Ammoniumnitrat löses i vatten

Reaktionsformel:

\({\sf \text{NH}_4\text{NO}_3\text{(s)} \xrightarrow{\text{ H}_2\text{O }} \text{NH}_4^+\text{(aq)} + \text{NO}_3^-\text{(aq)}}\)

Temperaturen i bägaren sjunker! Fråga eleverna, vad betyder detta med avseende på

  1. den energi som krävs för att bryta jonbindningarna mellan ammoniumjonerna och nitratjonerna?
  2. den energi som frigörs när jonerna hydratiseras?
  3. vilken energimängd av de två som är störst?

Entalpi

Ett ämnes energiinnehåll (värmeinnehåll) kallas dess entalpi.

  • Tecknas \(H\), enhet J(oule) (och ibland J/mol)

Vid en reaktion ändras entalpin för de ingående ämnena. Ändringen betecknas \(\Delta H\), och den är lika med \(H_{\text{produkter}}-H_{\text{reaktanter}}\).

Exempel

1 mol kol reagerar med 1 mol syrgas, och bildar koldioxid.

  • C(s) + O2(g) → CO2(g) + 394 kJ

 Vad säger oss denna formel? Jo,

  1. För 1 mol bildad CO2(g) avges 394 kJ värme
  2. Produkterna har lägre energiinnehåll än reaktanerna. Därför blir \(\Delta H\) negativt, enligt

    \(\Delta H = H_{\text{CO}_2} - (H_{\text{C}} + H_{\text{O}_2})\)

  3. \(\Delta H = -394\text{kJ}\)

H vid exo- och endoterma reaktioner

När kol brinner i syrgas frigörs värme När kol brinner i syrgas frigörs värme. När ammoniumnitrat löses i vatten blir lösningen kallare – värme tas uppNär ammoniumnitrat löses i vatten blir lösningen kallare – värme tas upp.

För exoterma reaktioner gäller att \(\Delta H < 0\), för endoterma att \(\Delta H > 0\).

 

   
[Ingen än…]