Nishati ya dhamana ni dhana muhimu katika kemia ambayo inaelezea kiwango cha nishati inayohitajika kuvunja vifungo kati ya gesi za dhamana za covalent. Nguvu za dhamana za kujaza hazitumiki kwa vifungo vya ionic. Wakati atomi 2 zinaungana pamoja kuunda molekuli mpya, kiwango cha nguvu ya dhamana kati ya atomi inaweza kuamua kwa kupima kiwango cha nishati inayohitajika kuvunja dhamana. Kumbuka, chembe moja haina nguvu ya dhamana; nishati hii inapatikana tu katika vifungo kati ya atomi mbili. Ili kuhesabu nguvu za dhamana, amua tu idadi kamili ya vifungo vilivyovunjika, kisha toa jumla ya dhamana zilizoundwa.
Hatua
Sehemu ya 1 ya 2: Kuamua vifungo vilivyovunjika na vilivyoundwa
Hatua ya 1. Fafanua equation ili kuhesabu nishati ya dhamana
Nishati ya dhamana hufafanuliwa kama jumla ya vifungo vyote vilivyovunjika ukiondoa idadi ya vifungo vilivyoundwa: H = H(kuvunja dhamana) - H(dhamana imeundwa). H ni mabadiliko ya nishati ya dhamana, pia inajulikana kama enthalpy ya dhamana, na H ni jumla ya nguvu za dhamana kwa kila upande wa equation.
- Usawa huu ni aina ya Sheria ya Hess.
- Kitengo cha nishati ya dhamana ni kilojoule kwa kila mole au kJ / mol.
Hatua ya 2. Andika usawa wa kemikali unaonyesha vifungo vyote vya kati ya molekuli
Wakati equation ya majibu katika shida imeandikwa tu na alama za kemikali na nambari, kuandika usawa huu kunasaidia kwa sababu inaelezea vifungo vyote ambavyo huunda kati ya vitu anuwai na molekuli. Uwakilishi huu wa kuona utakuruhusu kuhesabu vifungo vyote ambavyo vimevunjwa na kuundwa kwa pande zinazohusika na bidhaa za equation.
- Kumbuka, upande wa kushoto wa equation ni reactants, na upande wa kulia ni bidhaa.
- Vifungo vya single, mbili, na tatu vina nguvu tofauti za dhamana kwa hivyo hakikisha kuteka mchoro na vifungo sahihi kati ya vitu.
- Kwa mfano, ikiwa utatoa equation ifuatayo ya majibu kati ya 2 hidrojeni na 2 bromini: H2(g) + Br2(g) - 2 HBr (g), utapata: H-H + Br-Br - 2 H-Br. Hyphen (-) inaonyesha dhamana moja kati ya vitu kwenye vinu na bidhaa.
Hatua ya 3. Jua sheria za kuhesabu vifungo vimevunjwa na kuundwa
Katika visa vingine, nguvu za dhamana ambazo zitatumika kwa hesabu hii zitakuwa wastani. Dhamana hiyo hiyo inaweza kuwa na nguvu tofauti za dhamana kulingana na molekuli zilizoundwa; kwa hivyo, wastani wa nishati ya dhamana hutumiwa kawaida..
- Vifungo vya mara moja, mbili na tatu vinachukuliwa kama mapumziko 1. Wote wana nguvu tofauti za dhamana, lakini hesabu kama mapumziko moja tu.
- Vivyo hivyo kwa fomu moja, mbili, au tatu. Hii itahesabu kama malezi moja.
- Katika mfano huu, vifungo vyote ni vifungo moja.
Hatua ya 4. Tambua mapumziko ya dhamana upande wa kushoto wa equation
Upande wa kushoto wa equation una vyenye viboreshaji, ambavyo vitawakilisha vifungo vyote vilivyovunjika katika equation. Ni mchakato endothermic ambao unahitaji ngozi ya nishati kuvunja vifungo.
Katika mfano huu, upande wa kushoto una dhamana 1 H-H na 1 Br-Br dhamana
Hatua ya 5. Hesabu vifungo vyote vilivyoundwa upande wa kulia wa equation
Upande wa kulia wa equation una bidhaa zote. Hizi ndizo vifungo vyote ambavyo vitaunda. Uundaji wa dhamana ni mchakato wa kutisha ambao hutoa nguvu, kawaida kwa njia ya joto.
Katika mfano huu, upande wa kulia una vifungo 2 H-Br
Sehemu ya 2 ya 2: Kuhesabu Nishati ya Dhamana
Hatua ya 1. Pata nishati ya dhamana ya dhamana inayozungumziwa
Kuna meza nyingi ambazo zina habari juu ya nguvu ya dhamana ya wastani ya dhamana fulani. Unaweza kuiangalia kwenye wavuti au kwenye vitabu vya kemia. Ni muhimu kutambua kwamba habari ya nishati ya dhamana kwenye jedwali kila wakati ni ya molekuli za gesi.
- Kwa mfano, unataka kupata nguvu za dhamana za HH, Br-Br, na H-Br.
- HH = 436 kJ / mol; Br-Br = 193 kJ / mol; H-Br = 366 kJ / mol.
-
Ili kuhesabu nguvu ya dhamana ya molekuli katika fomu ya kioevu, unahitaji pia kupata mabadiliko ya uvukizi wa molekuli ya kioevu. Hii ndio kiwango cha nishati inayohitajika kugeuza kioevu kuwa gesi. Nambari hii imeongezwa hadi jumla ya nishati ya dhamana.
Kwa mfano: Ikiwa swali linauliza juu ya maji ya kioevu, ongeza mabadiliko ya enthalpy ya mvuke wa maji (+41 kJ) kwa equation
Hatua ya 2. Zidisha nguvu ya dhamana kwa idadi ya vifungo vilivyovunjika
Katika hesabu zingine, unaweza kuvunjika kwa dhamana hiyo hiyo mara nyingi. Kwa mfano, ikiwa atomi 4 za hidrojeni ziko kwenye molekuli, nishati ya dhamana ya hidrojeni lazima ihesabiwe mara nne, aka mara 4.
- Katika mfano huu, kuna dhamana 1 tu kwa kila molekuli ili kuzidisha nguvu ya dhamana kwa 1.
- HH = 436 x 1 = 436 kJ / mol
- Br-Br = 193 x 1 = 193 kJ / mol
Hatua ya 3. Ongeza nguvu zote za dhamana za vifungo vilivyovunjika
Baada ya kuzidisha nguvu za dhamana na idadi ya vifungo vya mtu binafsi, unahitaji kuongeza vifungo vyote kwa upande wa athari.
Katika mfano wetu, idadi ya vifungo vilivyovunjika ni HH + Br-Br = 436 + 193 = 629 kJ / mol
Hatua ya 4. Zidisha nguvu ya dhamana na idadi ya vifungo vilivyoundwa
Kama unavyofanya kazi ya kuvunja vifungo kwa upande wa mtendaji, lazima uzidishe idadi ya vifungo vilivyoundwa na nguvu za dhamana husika. Ikiwa vifungo 4 vya hidrojeni vimeundwa, ongeza nguvu za vifungo hivyo kwa 4.
Katika mfano huu, vifungo 2 vya H-Br vinaundwa ili nishati ya dhamana ya H-Br (366 kJ / mol) itaongezeka kwa 2: 366 x 2 = 732 kJ / mol
Hatua ya 5. Ongeza nguvu zote za dhamana zilizoundwa
Tena, kama kuvunja vifungo, vifungo vyote vilivyoundwa kwenye upande wa bidhaa vinaongezwa. Wakati mwingine bidhaa 1 pekee huundwa na unaweza kuruka hatua hii.
Katika mfano wetu, kuna bidhaa 1 tu iliyoundwa kwa hivyo nguvu ya dhamana iliyoundwa ni sawa na nishati ya dhamana ya vifungo 2 H-Br ambayo ni 732 kJ / mol
Hatua ya 6. Ondoa idadi ya vifungo vilivyoundwa na vifungo vilivyovunjika
Mara tu nguvu zote za dhamana pande zote mbili zimeongezwa, toa tu vifungo vilivyovunjika na vifungo vilivyoundwa. Kumbuka mlingano huu: H = H(kuvunja dhamana) - H(dhamana imeundwa). Chomeka nambari kwenye fomula na uondoe.
Katika mfano huu: H = H(kuvunja dhamana) - H(dhamana imeundwa) = 629 kJ / mol - 732 kJ / mol = -103 kJ / mol.
Hatua ya 7. Tambua ikiwa athari yote ni ya kutisha au ya kutisha
Hatua ya mwisho ni kuhesabu nguvu za dhamana kuamua ikiwa mmenyuko hutoa nishati au hutumia nishati. Endothermic (ambayo hutumia nishati) itakuwa na nguvu nzuri ya dhamana ya mwisho, wakati athari ya kutisha (ambayo hutoa nishati) itakuwa na nguvu hasi ya dhamana.
