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2.2:

엔탈피와 반응의 열

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Organic Chemistry
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Enthalpy and Heat of Reaction

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약어H인 엔탈피는 내부 에너지, 약식 E 또는 U,압력 및 부피의 산물과 같습니다. 엔탈피, ΔH의변화는 제품의 엔탈피와 반응제의 차이로 표현된다. 일정한 온도와 압력에서 ΔH는 시스템과 주변 간에 교환되는 열 에너지의 양 또는 반응의 열과 동일합니다. ΔH가 양성일 때 반응은 열을 흡수하고 동위입니다. ΔH가 음수인 경우 반응은 열을 방출하고 외형적입니다. 연소는 방출의 형태로 에너지를 방출하기 위해 대기 산소와 같은 산화제의 존재에서 물질이 타오르는 퇴외 과정의 예입니다. 방출된 열은 연소의 어금니 열로 정량화되며, 이는 물질의 두더지 한 개를 태우는 데 방출되는 열 에너지의 양입니다. 탄화수소가 연소되면 연료의 탄소와 수소가 분자 산소와 결합되어 물과 이산화탄소를 생산하며 에너지 방출이 발생합니다. 탄화수소에 대한 연소의 열의 가치는 더 많은 탄소가 연소에 사용할 수 있고 더 많은 채권이 변화를 겪고 있기 때문에 체인의 탄소 원자의 수와 함께 증가합니다. 예를 들어, 단일 탄소 화합물인 메탄의 연소는 4개의 탄소 원자를 보유한 부탄보다 더 적은 열 에너지를 생성합니다. 연소의 열은 동일한 분자 공식하지만 다른 구조를 가진 탄화수소의 상대적 안정성을 결정하는 중요한 방법입니다. 옥탄, 2-메틸헥탄, 2,2-디메틸헥산의 연소의 열을 고려하십시오. 이 화합물은 탄소 원자의 동일한 수를 가지고 있지만, 메틸 그룹은 각 분자의 다른 위치에 부착된다. 옥탄은 연소의 가장 큰 열을 가지고있다. 분기가 증가함에 따라 ΔH가 감소하여 분기가 탄화수소의 안정성을 증가시킨다는 것을 시사합니다.

2.2:

엔탈피와 반응의 열

연소, 일반적으로 굽기로 알려진, 물질이 산화 제와 반응하는 반응이다, 이는 대부분의 경우 분자 산소, 열의 형태로 에너지를 해방하기 위해, 빛, 또는 소리. 연소의 열은 연소의 엔탈피라고도합니다. 물질의 한 두더지가 일정한 압력으로 완전한 연소를 받을 때 방출되는 에너지는 연소의 어금니 열이라고 합니다. 연소 반응은 변외적입니다. 즉, 에너지를 방출하고 ΔH 사인 규칙은 음수입니다.

1772년, 프랑스 화학자 앙투안 라보이시에(Antoine Lavoisier)는 탄 유황의 제품이 반응제의 초기 질량보다 더 많은 무게를 가지고 있음을 발견했습니다. 그는 유황이 공기와 결합되어 체중이 증가했다고 가정했습니다. 나중에, 조셉 프리스틀리가 1774년에 공기의 구성 요소로서 “산소”를 발견한 것은 라보이시에가 유황이 공기 중의 산소와 결합되어 질량이 증가한다고 믿게 했습니다. 그는 연소가 산소와 결합하는 것을 의미한다고 결론을 내렸습니다. 즉, 유황은 연소를 겪었습니다.

연소 반응의 예로는 천연 가스 및 석탄과 같은 탄화수소 연료의 연소가 있습니다. 탄화수소와 관련된 연소 반응의 경우, 방출되는 에너지의 양은 연소를 받는 연료의 종류에 따라 다릅니다.

예를 들어, 반응에 의해 주어진 천연 가스, 메탄 (CH4)의연소 :

Eq2

반응에 의해 주어진 부탄 (C4H10)보다적은 열 에너지를 생성합니다.

Eq1

따라서 탄화수소를 연소시키는 데 필요한 산소 분자의 수와 형성된 각 제품의 분자 수는 탄화수소 조성물에 의존한다.

연소의 열은 동일한 분자 포뮬러를 가진 분지 탄화수소의 상대적 안정성을 제어합니다. 구조의 차이는 탄화수소 사슬을 따라 다른 위치에 부착 된 메틸 그룹으로 인해 발생합니다. 방출된 열 에너지의 양은 분기가 증가함에 따라 감소하며, 고도로 분지된 2,2-디메틸헥산은 옥탄에 비해 낮은 에너지를 생성합니다. 따라서 분기되지 않은 옥탄은 분기된 옥탄보다 덜 안정적입니다.