La détermination de la chaleur de réaction ou de combustion est essentiel pour trouver la source de carburant le plus efficace pour la production d'énergie. Que l'énergie fournit le chauffage ou le travail mécanique, la chaleur de combustion fournit un moyen de classer les sources potentielles de carburant. Les réactions de combustion se produisent en présence d'un excès d'oxygène, et lorsque la combustion de la source de carburant atteint la fin, seul le dioxyde de carbone et de l'eau demeurent. Le calcul de la chaleur de la combustion dépend de la quantité d'énergie contenue dans les liaisons des réactifs et des produits.
Instructions
1 Écrire et équilibrer l'équation décrivant la combustion de la source d'énergie potentielle. A titre d'exemple, supposons que vous déterminez la chaleur de combustion pour pentanol (C5H12O). La réaction équilibrée, en présence d'un excès d'oxygène est C5H12O + 8 O2 -> CO2 + 5 6 H2O.
2 Déterminer les liaisons présentes dans les réactifs et les produits. Le nombre de liaisons dans un composé et les deux atomes qui participent à la liaison définit l'énergie totale de la formation d'un composé. Retranchant l'énergie de formation pour les réactifs à partir des produits donne l'énergie totale de la combustion. En continuant avec l'exemple, les liaisons présentes dans pentanol sont 4 liaisons C - C, 11 C - H liaisons, 1 liaison C - O et 1 O - H liaison. Dans les produits de CO2 et H2O, les obligations sont 2 doubles liaisons CO 2 et H - liaisons O.
3 Attribuer l'énergie de chaque obligation aux obligations sur les réactifs et les produits de la réaction. Chaque obligation est associée à une valeur d'énergie spécifique. des liaisons O sont 359 kJ / mol, C - - C O doubles liaisons sont 799 kJ / mol, C - Obligations C sont 346 kJ / mol, C - liaisons H sont 411 kJ / mol et O - liaisons H sont 459 kJ / mol.
4 Ajouter l'énergie de formation pour les réactifs. Selon l'équation de combustion, la seule quantité d'énergie apportée est l'énergie de formation du composé en question. Avec le composé de l' échantillon, la chaleur de formation est pentanol 4
(C - C) + 11 (C - C) + (C - O) + (O - H) = 4 (-346) + 11 (-411 ) + (-359) + (-459) = -1,384 + -4521 + -359 + -459 = -6723 kJ / mol.
5 Calculer l'énergie de formation des produits de la réaction de combustion. Pour le composé exemple, il existe cinq molécules de dioxyde de carbone et de huit molécules d'eau. Les obligations pour ces composés sont 10 C - liaisons O doubles et 16 O - liaisons H. L'énergie de la formation pour le CO2 est de 10
(double liaison O C) = 10 (-799) = -7990 kJ / mol et de l' eau est de 16 (O - H) = 16 (-411) = -6576 kJ / mol.
6 Calculer la chaleur de la combustion totale en soustrayant l'énergie réactive de l'énergie du produit. Pour le composé exemple, chaleur de combustion du pentanol = (-7990 + -6576) - (-6723) = -14566 à -6723 = -7843 kJ / mol. La réaction est exothermique et dégage environ 7,8 MJ d'énergie par mole de pentanol.