Cómo calcular el cambio de entalpía de esta reacción

Question

Tengo una asignación para resolver el problema número 4 de esta hoja de trabajo, que es para calcular el cambio de entalpía para la reacción: $$\ce{CHCl3 + O -> COCl2 + HCl}$$

¿Cómo puedo solucionarlo? ¿Por qué es oxígeno $\ce{O}$, y no $\ce{O2}$?

Me di cuenta de que, no es una reacción de combustión, como la combustión de cualquier hidrocarburo va a conducir a la formación de $\ce{CO2}$$\ce{H2O}$, como por esta página.

Bueno, lo tengo en el principio, no es exactamente un hidrocarburo, sino más bien, un halogenados de los hidrocarburos. Sin embargo, no hay agua y no se produce dióxido de carbono. Así que, como he mencionado anteriormente, considero que no es una combustión. Alguna idea sobre esto? Podría todavía ser una combustión? Por qué o por qué no?

Ahora, cuando me calcular el $\Delta H$ de esta reacción, el total de los resultados depende de la utilización de la reacción como se muestra en la hoja de cálculo, o la corrección de $\ce{O}$ $\ce{O2}$y el equilibrio. Que opción crees, es preferible, y por qué?

Answer 1

Escribir el prólogo, la razón de que esto no es una reacción de combustión es porque esta es una reacción redox que se produce a temperatura ambiente. De hecho, el cloroformo es incombustible.

Aunque a primera vista, esto puede simplemente parecen ser un desbalance en la ecuación que puede escribirse: $$\ce{CHCl3 + 1/2O2 -> COCl2 + HCl}$$

Es mejor tomarlo por lo que la pregunta se presenta como un átomo de oxígeno, así que por lo tanto, le recomendamos que las deje en la ecuación:

$$\ce{CHCl3 + O -> COCl2 + HCl}$$

A pesar de $\ce{O2}$ es un elemento puro, y su $\Delta H^0_f=0\:\mathrm{kJ\:mol^{-1}}$, para el átomo de $\ce{O}$, $\Delta H^0_f=58.99\:\mathrm{kJ\:mol^{-1}}^{[1]}$ (siempre gracias a user1420303).

Para calcular el $\Delta H$, la ecuación es: $$\Delta H=\Delta H^0_f(\ce{COCl2}) + \Delta H^0_f(\ce{HCl})-\Delta H^0_f(\ce{CHCl3})-\Delta H^0_f(\ce{O})$$

A pesar de que la entalpía es una función de estado, esta pregunta le pide a calcular el $\Delta H$ a partir de un conjunto específico de los reactivos, y sus energías individuales deben ser considerados. No es más que una forma para calcular el $\Delta H$, y un análisis de la $\Delta H^0_f$ (la entalpía de formación de un compuesto a partir de sus elementos constituyentes) para cada uno de los compuestos de cuentas para que los bonos se están rotos y formado, y producirán (acerca de) los mismos resultados que un bono de bonos para el análisis. Me parece que este método es preferible porque los bonos de bonos para los análisis se basan en el promedio de bonos de entalpías, mientras que $\Delta H^0_f$ es a menudo cuidadosamente medido para cada uno de los compuestos, y producirán los más precisos $\Delta H$ cálculo.

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[1] Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Redfern, P. C.; Pople, J. A. Evaluación De Gauss-2 y Funcional de la Densidad Teorías para el Cálculo de las Entalpías de Formación. La Revista de Química Física J. Chem. Phys. 1997, 106, 1063.

Answer 2

Deje que se quedan como $\ce{O}$. El uso de $\ce{O}$, los lazos que se forman son:

1. 1 $\ce{C = O}$ bonos.
2. 1 $\ce{H - Cl}$ bonos.

Los lazos que se rompen son,

1. 1 $\ce{C - H}$ bonos.
2. 1 $\ce{C - Cl}$ bonos.

Usando la información anterior y la fórmula dada en su asignación,

$$\Delta_\mathrm{R} H=[\text{energy used for breaking bonds}]-[\text{energy used for forming bonds}]$$

usted puede encontrar el cambio de entalpía.

Sí. La reacción dada no es una reacción de combustión. Sin embargo, no es necesario que los productos son dióxido de carbono y vapor de agua.

Una cosa interesante que se puede observar es que, cloroformo almacenados en presencia de oxígeno lentamente convertir a fosgeno y esto puede tener lugar a temperatura ambiente.

De todos modos, la principal intención de la pregunta es simple y sólo le pide que calcule el cambio de entalpía.

Answer 3

¿Cómo puedo solucionarlo? ¿Por qué es oxígeno O, y no de O2?

Debido a $\ce{O2}$ no reacciona.$\ce{O2}$ consigue disociado en $\ce{2O}$ y, a continuación, este átomos de oxígeno reacciona.Recordar acerca de la entalpía de disociación de enlace?

Molécula diatómica es que sólo contiene dos átomos. Podrían ser el mismo (por ejemplo, Cl2) o diferentes (por ejemplo, HCl). La entalpía de disociación de enlace es la energía necesaria para romper un mol de la fianza para dar separados de los átomos - todo está en el estado gaseoso.