Flashcards: Termoquímica

Totes les targetes del tema

Per fer-hi una ullada ràpida o repassar-les en paper.

1. 1. Què és una reacció exotèrmica?

   La que desprèn energia en forma de calor cap a l'entorn. Té $\Delta H < 0$ i els productes queden amb menys energia que els reactius. Totes les combustions ho són.

2. 2. Reacció endotèrmica: què fa amb l'energia i quin signe té $\Delta H$?

   La que absorbeix energia de l'entorn. Té $\Delta H > 0$ i els productes queden amb més energia que els reactius. Moltes descomposicions ho són.

3. 3. Error típic: una reacció endotèrmica no necessita energia per avançar?

   És al revés: com que absorbeix energia, sovint l'has d'escalfar contínuament perquè avanci. La que en desprèn és l'exotèrmica.

4. 4. Què és la variació d'entalpia $\Delta H$ d'una reacció?

   La calor que la reacció intercanvia amb l'entorn a pressió constant. Negativa si és exotèrmica i positiva si és endotèrmica.

5. 5. Error típic: una reacció que t'escalfa la mà té $\Delta H$ positiu?

   No. El signe es refereix al sistema, no a tu: si escalfa l'entorn, el sistema perd energia i $\Delta H < 0$.

6. 6. Què és l'energia d'activació?

   L'empenta inicial d'energia que necessita una reacció per començar, fins i tot si és exotèrmica: el «turó» entre reactius i productes. Per això un llumí no s'encén sol.

7. 7. A què va referit el valor de $\Delta H$ d'una reacció?

   A l'equació ajustada tal com està escrita (per mol de reacció). Sense l'equació ajustada al davant, un valor de $\Delta H$ no vol dir res.

8. 8. Com calcules l'energia que intercanvia una massa donada d'una substància que reacciona?

   Passes la massa a mols, $n = m/M$, i fas $E = n\cdot|\Delta H|$, si el $\Delta H$ va per mol d'aquella substància (coeficient 1 a l'equació). Mai no multipliquis $\Delta H$ pels grams.

9. 9. Què és l'entalpia de formació $\Delta H_f$ d'una substància?

   La variació d'entalpia en formar un mol d'aquella substància a partir dels seus elements en estat estàndard.

10. 10. Quina entalpia de formació tenen els elements en estat estàndard, com l'$\mathrm{O_2}$ o el carboni grafit?

    Zero: formar $\mathrm{O_2}$ a partir d'$\mathrm{O_2}$ no costa res, perquè ja hi és. Per això a la fórmula sumen zero.

11. 11. Fórmula de l'entalpia de reacció a partir de les entalpies de formació?

    $\Delta H_r = \sum n\,\Delta H_f(\text{productes}) - \sum n\,\Delta H_f(\text{reactius})$, on $n$ són els coeficients estequiomètrics de l'equació ajustada.

12. 12. Error típic en aplicar les entalpies de formació?

    Oblidar el coeficient estequiomètric. Si a l'equació hi ha $\mathrm{2\,H_2O}$, el $\Delta H_f$ de l'aigua va multiplicat per 2.

13. 13. Per què a les dades d'entalpia sempre s'indica l'estat d'agregació, $(l)$, $(g)$ o $(s)$?

    Perquè canvia el valor: l'aigua líquida i el vapor d'aigua tenen entalpies de formació diferents, ja que el canvi d'estat també costa energia.

14. 14. Què diu la llei de Hess?

    La variació d'entalpia d'una reacció és la mateixa tant si es fa directament com per etapes. Si una reacció és la suma d'unes altres, el seu $\Delta H$ és la suma dels seus.

15. 15. Per què es compleix la llei de Hess?

    Perquè l'entalpia és una funció d'estat: només depèn de l'estat inicial i del final, no del camí. Com el desnivell entre la base i el cim d'una muntanya.

16. 16. Per a què serveix a la pràctica la llei de Hess?

    Per calcular l'entalpia de reaccions que no es poden mesurar directament al laboratori, combinant reaccions conegudes que sí que es poden mesurar.

17. 17. Llei de Hess: què li passa al $\Delta H$ si inverteixes una equació?

    Canvia de signe. Si formar un compost allibera $100\ \mathrm{kJ}$, descompondre'l n'absorbeix $100\ \mathrm{kJ}$.

18. 18. Llei de Hess: què li passa al $\Delta H$ si multipliques una equació per un nombre?

    Queda multiplicat pel mateix nombre. Si dupliques tots els coeficients, l'entalpia també es duplica.

19. 19. Llei de Hess: com comproves que has combinat bé les equacions?

    En sumar-les, s'ha de cancel·lar tot el que no surt a l'equació que busques. Si no es cancel·la, alguna equació està al revés o mal multiplicada.

20. 20. Com es calcula el rendiment d'una reacció?

    $\text{rendiment} = \dfrac{m_\text{real}}{m_\text{teòrica}}\cdot 100$. És el percentatge de producte obtingut respecte del màxim que diu l'estequiometria.

21. 21. Què és la petjada de carboni?

    La quantitat de gasos d'efecte hivernacle, en kg de $\mathrm{CO_2}$ equivalent, que emet un producte o una activitat al llarg de tot el seu cicle de vida.

22. 22. Error típic: tot el $\mathrm{CO_2}$ de la indústria química ve de cremar combustibles?

    No. En el ciment o la calç, el $\mathrm{CO_2}$ surt de la reacció mateixa, $\mathrm{CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2}$. L'energia renovable només redueix una part de les emissions.

23. 23. Com redueix la química verda la petjada de carboni d'un procés industrial?

    Millorant el rendiment, fent servir catalitzadors (menys temperatura i energia), aprofitant subproductes, passant a energia renovable i dissenyant processos amb menys residus.