Kémiai reakciók, sztöchiometria és termokémia
Kémiai reakciók, sztöchiometria és termokémia
A témakör az egyenletrendezést, a mólarányon alapuló számításokat, az oldatokkal kapcsolatos feladatokat és a reakcióhő meghatározását kéri.
Kulcsismeretek
- A kémiai egyenlet anyag- és atommegmaradást fejez ki; a számításokat mindig anyagmennyiséggel (mol) végezzük: n = m/M, oldatoknál n = c·V.
- A reakcióhő a termékek és a reagensek képződéshőjének különbsége: ΔH = ΣΔHf(termék) − ΣΔHf(reagens). Exoterm reakcióban ΔH negatív, endotermben pozitív.
- Hess tétele szerint a reakcióhő csak a kezdeti és a végállapottól függ, a köztes lépésektől nem.
- Kötés felszakítása energiát igényel (endoterm), kötés kialakulása energiát szabadít fel.
- A limitáló reagens az, amelyik előbb elfogy; a termék mennyiségét ez szabja meg.
Kidolgozott példa
10,0 g mészkő (CaCO3, M = 100 g/mol) sósavval reagál. n(CaCO3) = 0,100 mol. Az egyenlet: CaCO3 + 2 HCl → CaCl2 + CO2 + H2O, tehát 0,100 mol CO2 keletkezik. 25 °C-on és 101,3 kPa-on a térfogat: V = 0,100 mol · 24,5 dm³/mol = 2,45 dm³ gáz.
Csapdák
- A tömegekkel való arányosítás hibás, ha a mólarány nem 1:1 – mindig a rendezett egyenlet együtthatóit használjuk.
- Az oldatok térfogata nem additív, ezért a c·V összefüggésben a valós térfogatot kell venni.
- A képződéshő előjelét gyakran elhagyják; az elemek képződéshője definíció szerint nulla.
- Nyomás és hőmérséklet megadása nélkül a gáztérfogat nem számítható ki.