Molární entalpie spalování paliv nebo Molární spalné teplo paliv Učebnice chemie

Molární entalpie spalování paliv nebo Molární spalné teplo paliv Učebnice chemie

Neblokujte prosím reklamy na těchto stránkách.
Žádné reklamy = žádné peníze pro nás = žádné věci zdarma pro vás!

Molární spalné teplo (molární entalpie hoření) některých běžných látek používaných jako paliva

Jako paliva lze použít uhlovodíky, například alkany, a alkoholy, například alkanoly.

Při úplném spálení alkanu v přebytku plynného kyslíku jsou produkty reakce oxid uhličitý (CO2(g)) a voda (H2O(g), která při pokojové teplotě a tlaku kondenzuje na H2O(l)).

alkan + přebytek plynného kyslíku → plynný oxid uhličitý + vodní pára

Molární spalné teplo alkanu (molární entalpie hoření alkanu) je množství tepelné energie uvolněné při hoření 1 molu alkanu v přebytku plynného kyslíku.

Při úplném spálení alkanu v přebytku plynného kyslíku jsou produkty reakce oxid uhličitý (CO2(g)) a voda (H2O(g), která při pokojové teplotě a tlaku kondenzuje na H2O(l)).

alkanol + přebytek plynného kyslíku → plynný oxid uhličitý + vodní pára

Molární spalné teplo alkanolu (molární entalpie hoření alkanolu) je množství tepelné energie uvolněné při hoření 1 molu alkanolu v přebytku plynného kyslíku.

Abychom mohli určit molární spalné teplo, musíme být schopni určit, kolik molů látky se spotřebovalo při spalovací reakci, takže látka musí být čistá.1

Molární spalné teplo (molární entalpie hoření) některých běžných alkanů a alkoholů používaných jako palivo je uvedeno v tabulce níže v jednotkách kilojoulů na mol (kJ mol-1)2.

Všimněte si, že chemické rovnice představující každou ze spalovacích reakcí jsou vyváženy tak, že je použit 1 mol spalované látky, paliva.
Spalovací reakce probíhá za přebytku plynného kyslíku, přebytku O2(g), takže je zcela v pořádku použít k vyvážení rovnice zlomky O2(g), protože nás ve skutečnosti zajímá pouze energie uvolněná na mol paliva, nikoli na mol plynného kyslíku.

Z tabulky vidíme, že 1 mol methanu, CH4(g), projde úplným spalováním v přebytku plynného kyslíku, přičemž se uvolní 890 kJ tepla.
Molární spalné teplo metanu je v tabulce uvedeno jako kladná hodnota, 890 kJ mol-1.
Změna entalpie při spalování plynného metanu je v tabulce uvedena jako záporná hodnota, ΔH = -890 kJ mol-1, protože při reakci vzniká energie (jedná se o exotermickou reakci).
Mohli bychom napsat chemickou rovnici pro vyjádření spalování 1 molu metanu takto:

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) ΔH = -890 kJ mol-1

Kolik energie se však uvolní, jestliže dojde k úplnému spálení 2 molů metanu?
Při zápisu chemické rovnice pro tuto reakci musíme každý člen vynásobit dvěma ( × 2)včetně hodnoty ΔH:

2 × CH4(g) + 2 × 2O2(g) → 2 × CO2(g) + 2 × 2H2O(g) ΔH = 2 × -890 kJ mol-1

2CH4(g) + 4O2(g) → 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH = -1780 kJ mol-1

Při úplném spálení 2 molů methanu by se uvolnilo 2 × 890 = 1780 kJ tepla.

Podobně, pokud máme pouze polovinu molu metanu, který projde úplným hořením, musíme každý člen v chemické rovnici, včetně hodnoty ΔH, vynásobit ½, jak je uvedeno v chemických rovnicích níže:

½ × CH4(g) + ½ × 2O2(g) → ½ × CO2(g) + ½ × 2H2O(g) ΔH = ½ × -890 kJ mol-1

½CH4(g) + O2(g) → ½CO2(g) + H2O(g) ΔH = -445 kJ mol-1

½ molu methanu by při hoření uvolnilo ½ × 890 = 445 kJ tepla.

Obecně, množství tepelné energie uvolněné spálením n molů paliva se rovná hodnotě molárního spalného tepla paliva vynásobené počtem molů spáleného paliva

uvolněné teplo (kJ) = n (mol) × molární entalpie spalování (kJ mol-1)

(další příklady těchto typů výpočtů najdete v učebnici Výpočty změny entalpie chemické reakce)

V této části jsme se podívali, jak použít tabulky hodnot molární entalpie hoření čistých látek k výpočtu, kolik tepelné energie se uvolní při spalování známého množství látky v plynném přebytku kyslíku.
Ale odkud se tyto hodnoty berou?
Hodnoty molární entalpie hoření lze určit pomocí laboratorních pokusů.
V příštím oddíle probereme pokus, který můžete provést, abyste určili molární spalné teplo alkoholu.