Spørgsmål:
Hvorfor er hydrogeneringsreaktioner eksoterme?
mypsilon
2016-01-28 15:57:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeg lærte, at alle reaktioner, der giver hydrogen, er endotermiske (sådan har reformering), og reaktioner, der bruger hydrogen, er eksoterme (FCC-krakning, hydrogenering osv.). Men hvorfor er det sådan? Jeg ved hvad eksotermitet / endotermicitet betyder, men jeg har ikke fundet en specifik forklaring på sammenhængen med brintgenerering eller -forbrug endnu.

I hydrogenering sænkes entropi, så der skal genereres varme - ellers ville ændringer i entalpi heller ikke være gunstige, og reaktion ville ikke ske
@Mithoron Jeg kan godt lide denne tankegang.
To svar:
rcAlex36
2017-06-02 21:45:03 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Lad os se på et eksempel på en hydrogeneringsreaktion, nemlig hydrogeneringen af ​​eten til dannelse af ethan

$$ \ ce {CH2 \ binding {=} CH2 \ (g) + H2 (g ) -> CH3 \ ​​binding {-} CH3 (g)} $$

Og lad os nu bestemme entalpiændringen af ​​denne reaktion. Ved Hess's lov er entalpiændringen af ​​reaktionen i det væsentlige den samme som entalpiændringen ved at bryde alle bindingerne i reaktanterne og danne alle bindingerne i produktets molekyler. Vi kan se, at

  • 1 $ \ ce {H \ bond {-} H} $ obligation er brudt
  • 1 $ \ ce {C \ bond {=} C} $ obligation er brudt
  • 1 $ \ ce {C \ bond {-} C} $ obligation er dannet
  • 2 $ \ ce {C \ bond {-} H} $ obligationer er dannet

De øvrige obligationer forbliver uændrede ved afslutningen af ​​reaktionen

Følgende er listen over obligationsenthalpier af de ovennævnte obligationer, opnået fra internettet

  • $ \ ce {H \ bond {-} H} $ obligation: +432 kJ / mol
  • $ \ ce {C \ bond {=} C} $ obligation: +614 kJ / mol
  • $ \ ce {C \ bond {-} C} $ obligation: +347 kJ / mol
  • $ \ ce {C \ binding {-} H} $ -binding: +413 kJ / mol

Brydning af obligationer giver en positiv entalpiforandring, da det er en endoterm proces, og omvendt for bindingsdannelse. Vi kan nu estimere entalpiændringen af ​​reaktionen

$ \ Delta $$ H $ = 2 (-413) + (-347) + 614 + 432 = -127 kJ / mol

Som angivet ved den negative værdi af entalpiændringen er reaktionen eksoterm.

Faktisk er entalpiændringerne af hydrogeneringsreaktioner fra andre alkener også ens (skønt mere substituerede alkener kan have en lavere hydrogeneringsvarme, men reaktionen er stadig eksoterm). Du bemærker muligvis, at for andre alkener er den måde, du beregner entalpiændringen på, den samme, da de involverer de samme bindingsafbrydelses- og bindingsdannelsesprocesser som nævnt (eventuelle substituenter bundet til carbonerne med $ \ ce {C \ binding {=} C } $ -binding forbliver upåvirket under hele reaktionen og vil stadig være til stede i det produkt, der er bundet til kulstoffet).

For at gøre det enkelt er energien frigivet fra dannelse af bindingen større end den krævede energi (absorberet) til bindingsbrydning, og det er derfor, du får frigivet nettoenergi fra reaktionen.

James Peter Gomes
2017-05-03 19:11:50 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kun en binding er brudt, som i H-H-binding i brintgas. Men der oprettes to obligationer, det vil sige CH-obligationer. Der oprettes en ekstra obligation. Som vi ved, at dannelse af bindinger er eksoterm, så frigøres mere energi på grund af den dannede binding, end absorberes.

Du bryder også en C-C pi-obligation.


Denne spørgsmål og svar blev automatisk oversat fra det engelske sprog.Det originale indhold er tilgængeligt på stackexchange, som vi takker for den cc by-sa 3.0-licens, den distribueres under.
Loading...