Syksy 2001

3.

Oheinen kaavio liittyy reaktioon, jossa eräs suola liukenee veteen.

1. a) Vapautuuko vai sitoutuuko reaktiossa energiaa?
   b) Lämpeneekö vai jäähtyykö liuos reaktion aikana?
   c) Liukeneeko kyseinen suola runsaammin kuumaan vai kylmään veteen?
   d) Voidaanko reaktiolämpöjen avulla tehdä yleisiä päätelmiä reaktioiden nopeudesta. Perustele vastauksesi

Esim. tekn.2005.

Muodostumisreaktioiden, joissa yhdisteet syntyvät alkuaineistaan, reaktioentalpioilla on keskeinen merkitys laskettaessa reaktiolämpöä termodynaamisten taulukoiden avulla. Vakiopaineessa reaktiolämpö on sama kuin reaktioentalpia. Tutkitaan seuraavaa metaanin muodostumisreaktiota ja siihen liittyvää reaktioentalpiaa:

C(s, graafiitti) + 2 H₂(g) -> CH₄(g)

Mikä on tämän reaktion moolinen reaktioentalpia (siis reaktiolämpö ∆H, kun metaania syntyy 1 mol) 101 kPa paineessa ja 25 °C lämpötilassa, kun tunnetaan näissä olosuhteissa seuraavat reaktioentalpiat?

1. C(s, grafiitti) + O₂(g) –> CO₂(g) ∆H=-394 kJ/mol
2. H₂(g) + ½ O₂(g) -> H₂O (l) ∆H=-286 kJ/mol
3. CH₄(g) + 2 O₂(g) -> CO₂(g) + 2 H₂O(l) ∆H=-890 kJ/mol

Paljonko lämpöä vapautuu, kun 100 g metaania palaa näissä olosuhteissa täydellisesti reaktion 3 mukaisesti?

Esim. Laske sidosenergioiden avulla reaktioentalpia, kun yksi mooli bioetanolia palaa auton moottorissa. Biomassasta alkoholikäymisen avulla valmistettua etanolia, bioetanolia, käytetään monissa maissa polttoaineena bensiiniin sekoitettuna. Uusiutuvana energianlähteenä bioetanoli ei lisää ilmakehän hiilidioksidin määrää. Onko tämän kuitenkin vain pelkkää poliittista sanahelinää vai oikeasti ympäristöystävällinen ja ”vihreä” valinta? Pohdi biologian ja maantiedon tietoja käyttäen bioetanolin raaka-aineiden viljelyn vaikutuksia monipuolisesti.