Phương pháp đại số

Phương pháp đại số

PHẦN 1: PHƯƠNG PHÁP ĐẠI SỐ

Ví dụ 1: Cho các dữ kiện: C (graphite) + O2  CO2 (g) ∆Hrxn o = - 393,5 kJ/mol (1)

CO + 12 O2  CO2 (g) ∆Hrxn o = - 283,0 kJ/mol (2)

Tìm hiệu ứng nhiệt của phản ứng: C (graphite) + 12 O2  CO (g) ∆Hrxn o = ? kJ/mol

(3)

Giải:

Theo định nghĩa, thì nhiệt tạo thành chuẩn thức của đơn chất bằng 0

Ta có thể xem nhiệt tạo thành của mỗi hợp chất là một ẩn số và đặt chúng như sau:

C (graphite) + O2  CO2 (g) ∆Hrxn o = - 393,5 kJ/mol (1)

0 0 a

CO + 12 O2  CO2 (g) ∆Hrxn o = - 283,0 kJ/mol (2)

b 0 a

Từ (1) => a = - 393,5 kJ/mol

Từ (2) ta có a – b = - 283,0 kJ/mol => b = -110,5 kJ/mol

Từ (3) => ∆Hrxn o = b = - 110,5 kJ/mol

Ví dụ 2: Sử dụng các phương trình nhiệt học (1), (2), (3) để tìm ra nhiệt phản ứng ∆Hrxn o ở 25oC của phản ứng: C (graphite) + 2H2 (g)  CH4 (g) ∆Hrxn o = ? kJ/mol

C (graphite) + O2 (g)  CO2 (g) - 393,5 kJ/mol (1)

H2 (g) + 12 O2 (g)  H2O (l) - 285,8 kJ/mol (2)

CH4 (g) + 2O2 (g)  CO2 (g) + 2H2O (l) - 890,3 kJ/mol (3)

Giải:

Đặt enthalpy chuẩn thức của từng hợp chất là:

Từ (1), (2), (3) => hệ phương trình:

{ b=−393,5kJ/mol

c=−285,8kJ/mol

2c+b−a=−890,3kJ/mol

Giải hệ suy ra a = -74,8 kJ/mol

Tìm ∆Hrxn o thực ra cũng là tìm a nên ∆Hrxn o = -74,8 kJ/mol

PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP LOẠI BỎ PHẦN TỬ THỪA

Ví dụ: Ta lấy ví dụ 1 ở phần 1.

Mặc định gọi phương trình (3) là phương trình kết quả, phương trình (1), (2) là phương trình

dữ kiện Ta hãy xét phương trình kết quả và chú ý những chất tham gia vào phương trình đó

Quy tắc:

* Gạch bỏ những chất không thuộc phương trình kết quả nằm trong các phương trình dữ kiện

* Nếu chất được giữ lại ở phương trình dữ kiện nằm cùng phía khi nó ở phương trình kết quả thì ta sẽ cộng, và ngược lại ta sẽ trừ

* Nếu có trường hợp hai chất nằm khác phía ở phương trình này lại cùng phía ở phương trình khác (2) Thì ta ưu tiên hợp chất

* Hệ số kèm theo cũng như các cách làm bình thường

Theo quy tắc trên, ta có:

+ C (graphite) + O2  CO2 (g) ∆Hrxn o = - 393,5 kJ/mol (1)

− CO + 12 O2  CO2 (g) ∆Hrxn o = - 283,0 kJ/mol

(2)

C (graphite) + 12 O2  CO (g) ∆Hrxn o = ? kJ/mol (3)

Vậy ∆Hrxn o = ∆Hrxn o (1) - ∆Hrxn o (2) = -393,5 – (-283,0) = -110,5 kJ/mol

Làm lại ví dụ 2 ở phần 1:

+ C (graphite) + O2 (g)  CO2 (g) - 393,5 kJ/mol (1)

− CH4 (g) + 2O2 (g)  CO2 (g) + 2H2O (l) - 890,3 kJ/mol (3)

C (graphite) + 2H2 (g)  CH4 (g) ∆Hrxn o = ? kJ/mol

Vậy ∆Hrxn o = ∆H ( 1 ) +2∆H(2) - ∆H ( 3 ) = -393,5 + 2.(-285,8) – (-890) = - 74,5 kJ/mol