واکنش ید و اکسیژن

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
aylin Hosseini

عضویت : جمعه ۱۴۰۱/۹/۴ - ۲۱:۱۶


پست: 1



واکنش ید و اکسیژن

پست توسط aylin Hosseini »

اگر یک محفظه ای پر از O3 و i2(ید) داشته باشیم و انرژی ای به اندازه ۱۴۹ کیلوژول بر مول بر این محفظه وارد کنیم به طوری که پیوند های O_O و i_i بشکنند در این صورت آیا ما رادیکال های آزاد ید و اکسیژن را خواهیم داشت؟ و آیا این رادیکال ها با هم واکنش می دهند و oi2 می سازند؟
ممنون میشم پاسخ بدید.

نمایه کاربر
rohamavation

نام: roham hesami radرهام حسامی راد

محل اقامت: فعلا تهران قیطریه بلوار کتابی 8 متری صبا City of Leicester Area of Leicestershire LE7

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 2489

سپاس: 4622

جنسیت:

تماس:

Re: واکنش ید و اکسیژن

پست توسط rohamavation »

من از دبیرستان شیمی یادم نیست فقط سوخت احتراق خوندم . ببین تصویراونم مهم نیست کدوم پیوند اول میشکنه برامون انرژی حاصل مهمه ,برای bond O–I kj200 فکر کنم و ch هم H–C kj415 که $\Delta H = \sum{\text{D}_{\text{bonds broken}}} - \sum{\text{D}_{\text{bonds formed}}}$432 کیلوژول انرژی برای شکستن یک مول مورد نیاز h-h است جدولهایی هست میتونید مراجع کنید /اگر یک مول از مولکول‌های متان را به اتم‌های گازی جداگانه بشکنید، می‌توان فهمید که 1662 کیلوژول طول می‌کشد.
CH4(g) C(g) + 4H(g) ΔH = +1662 kJ mol-1
این شامل شکستن 4 پیوند C-H در هر مولکول متان است. بنابراین استحکام پیوند C-H در متان 1662/4 = 415.5 kJ mol-1 است
شکستن پیوندها گرماگیر است. ایجاد پیوند گرمازا است برای شکستن تمام پیوندهای یک مولکول متان CH چقدر انرژی بر حسب واحد kJ mol لازم است؟
1662 کیلوژول بر مول جوابت اینطور هست
انرژی های تفکیک متفاوت است زیرا پیوندها به یکباره شکسته نمیشن
بیشتر فرآیندهای شیمیایی مرحله به مرحله اتفاق می افتد. حتی در مولکول های ساده ای مانند متان که تنها 4 پیوند وجود دارد، تفکیک پیوند تقریباً همیشه به صورت مرحله ای اتفاق می افتد.
مفهوم این امر این است که شما انتظار ندارید هر مرحله شامل انرژی یکسانی باشد (و این امر هر نوع شکستن پیوند رخ دهد صدق می کند؛ برخی ممکن است H+ و CH3- برخی دیگر H⋅ و CH3⋅ ایجاد کنند).
مسئله به طور کلی این است که مرحله دوم شکستن پیوند برای یک مولکول متفاوت از یک متان جدا شده اتفاق می افتد. مرحله دوم هر چه باشد، نقطه شروع یک متان کامل نیست. و از آنجایی که ساختار یک مولکول بر خواص همه پیوندهای موجود در آن تأثیر می‌گذارد (اگرچه تأثیر ممکن است در یک مولکول بزرگ که پیوندها از هم دور هستند کوچک باشد)، تفکیک دوم به طور کلی با اولی متفاوت خواهد بود. و انرژی پیوند در نتیجه متفاوت خواهد بود).
در حالی که، به طور فرضی، یک شکست هماهنگ واحد از هر 4 پیوند ممکن است اتفاق بیفتد، این احتمالاً به ندرت ناپدید می شود یا دستیابی به آن بسیار سخت است. اگر می توانستید به نحوی این واکنش را انجام دهید، آنگاه نتیجه متفاوتی را اندازه گیری می کردید. اما این چیزی نیست که شیمیدان ها معمولاً در هنگام اندازه گیری یا گزارش استحکام باند در مورد آن صحبت می کنند، بنابراین چنین نتیجه ای عجیب و غریب نادر است که با اکثر نتایج قابل دستیابی مرتبط نیست.
چه اتفاقی می افتد اگر مولکول به جای 1 پیوند، چندین پیوند داشته باشد؟ متان، CH4 را در نظر بگیرید. این شامل چهار پیوند C-H یکسان است و منطقی به نظر می رسد که همگی آنتالپی پیوند یکسانی داشته باشند. با این حال، اگر متان را یکبار هیدروژن تکه تکه کنید، برای شکستن هر یک از چهار پیوند C-H به مقدار متفاوتی انرژی نیاز دارد. هر بار که هیدروژنی را از کربن جدا می‌کنید، محیط اطراف آن‌ها تغییر می‌کند. و استحکام یک پیوند تحت تأثیر چیزهای دیگری است که در اطراف آن است.خوب باز به حدول نگاه کن توجه داشته باشید که اولین تفکیک پیوند C-H به 422 کیلوژول بر مول نیاز دارد، در حالی که دومی به 150 تا 465 کیلوژول بر مول نیاز دارد، بسته به اینکه کدام پیوند را می‌شکنید، به دلیل اینکه چه محصولی می‌سازید. هر خط در جدول ارزش چندین پاراگراف توضیح دارد.https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.jpca.5b01346
درک انرژی تفکیک پیوند مولکول های چند اتمی با این حال، در سطح مولکولی (یک مولکول در یک زمان) این درست نیست، به خصوص اگر انرژی کافی برای شکستن برخی پیوندها اضافه شود. توزیع انرژی برای هر پیوند مانند بولتزمن خواهد بود، بنابراین برخی از پیوندها انرژی کافی برای شکستن خواهند داشت. البته پس از شکستن، سایر پیوندها دیگر پیوندهای CH4 نیستند، بلکه به نوعی پیوندهای CH3 هستند. بنابراین ما انتظار نداریم که انرژی تفکیک بعدی مانند انرژی اول باشد.
ایده مهم در اینجا این است که مقادیر ترمودینامیکی تفکیک پیوند متوسط هستند و در سطح مولکولی انرژی واقعی طبق قوانین آماری توزیع می شود: برخی اتم ها یا برخی از پیوندهای آنها انرژی بیشتری نسبت به سایرین دارند. واکنش‌ها زمانی رخ نمی‌دهند که میانگین انرژی ورودی برابر با انرژی تفکیک باشد، بلکه زمانی رخ می‌دهد که تعداد کمی از پیوندها در انتهای توزیع انرژی کافی داشته باشند.
در مواردی مانند این، آنتالپی باند نقل شده یک مقدار متوسط ​​است. در مورد متان، شما می توانید میزان انرژی مورد نیاز برای شکستن یک مول گاز متان به اتم های کربن و هیدروژن گازی را محاسبه کنید. که به +1662 کیلوژول می رسد و شامل شکستن 4 مول پیوند C-H است. بنابراین میانگین انرژی پیوند 1662/4 کیلوژول است که 415.5+ کیلوژول در هر مول پیوند است.
این بدان معناست که بسیاری از آنتالپی های در واقع به عنوان آنتالپی های متوسط ​​(یا متوسط) نقل میگیم ، اگرچه ممکن است واقعاً چنین نباشد. آنتالپی باند متوسط ​​گاهی اوقات به عنوان اصطلاحات آنتالپی میگیم. در واقع، جداول آنتالپی پیوند مقادیر متوسط ​​را به معنای دیگری نیز ارائه می دهد، به ویژه در شیمی آلی. آنتالپی پیوند مثلاً پیوند C-H بسته به آنچه در اطراف آن در مولکول است متفاوت است. بنابراین جداول داده از مقادیر متوسط ​​استفاده می کنند که در اکثر موارد به اندازه کافی خوب کار می کنند.
این بدان معناست که اگر از مقدار C-H در برخی محاسبات استفاده کنید، نمی توانید مطمئن باشید که دقیقاً با مولکولی که با آن کار می کنید مطابقت دارد. بنابراین انتظار نداشته باشید که محاسبات با استفاده از آنتالپی باند متوسط ​​پاسخ های بسیار قابل اعتمادی را ارائه دهند. شاید لازم باشد تفاوت بین آنتالپی تفکیک پیوند و آنتالپی پیوند متوسط ​​را بدانید و باید بدانید که کلمه میانگین (یا متوسط) در دو معنای کمی متفاوت به کار می رود. اما برای اهداف محاسباتی، این چیزی نیست که شما نیاز به نگرانی در مورد آن داشته باشید. فقط از مقادیری که به شما داده شده استفاده کنید.
یافتن تغییرات آنتالپی واکنش از آنتالپی های پیوند
مورد 1: همه چیز موجود گازی است
خوب بدونی که فقط زمانی می توانید از آنتالپی های باند مستقیماً استفاده کنید که هر چیزی که با آن کار می کنید در حالت گاز باشد.
استفاده از همان روشی که برای سایر مجموع آنتالپی وجود دارد
ما قصد داریم تغییر واکنش آنتالپی را برای واکنش بین مونوکسید کربن و بخار تخمین بزنیم. این بخشی از فرآیند تولید هیدروژن است.
$CO(g) + H_2O(g) \rightarrow CO_2 (g) +H_2(g)$
اوزون با ید خشک واکنش می دهد و اکسیدی را تشکیل می دهد که دارای اتم های اکسیژن در مولکول های آن است.$9O^(3) + underset(dry) (2I_(2) rarr I_(4) O_(9) + 9O_(2)$, $\ce{I_2 + 5 O_3 + H_2O ->2 HIO_3 + 5 O_2}$
ید با گاز ازن واکنش می‌دهد و یک X جامد زرد تیره تشکیل می‌دهد. تعداد جفت الکترون‌های تنها به شکل غیریونیزه‌نشده X m، تعداد جفت تک الکترون‌ها در بخش آنیونی X برابر n و بار مثبت روی آن n باشد. نصفه کاتیونی X واحد p باشد. سپس مقدار\displaystyle\frac{m - p}{n}?$$چقدر است؟
این واکنش ید با ازن عبارت است از:
$\ce{I2 + O3 -> I4O9 <=>I^3+(IO3^-)3}$
بنابراین بخش آنیونی$\ce{IO3-}$ و نصفه کاتیونی $\ce{I^3+}$ است. با این حال، بخش اول سوال فرم غیریونیزه شده را بیان می کند. فرض من این است که این $\ce{I4O9}$است و آنها تعداد جفت های تنها را در فرم مولکولی می پرسند.
پاسخ به این سوال در نظر گرفته می شود که $\ce{I4O9}$مخلوط هم مولی $\ce{I2O4}$ و $\ce{I2O5}$است
با توجه به شکل یونی آن، فکر نمی‌کنم به سادگی $\ce{I^3+(IO3^-)3}$ باشد. بسیار پیچیده تر از آن است.
این ترکیب نیز به‌عنوان اکسید در نظر گرفته می‌شود و با هیدروکسید قلیایی واکنش می‌دهد و $\ce{I-}$ و $\ce{IO3-}$می‌دهد.
$\ce{3I4O9 + 12OH- -> I- + 11IO3- + 6H2O}$تتراید نوناکسید $\ce{I4O9}$ توسط واکنش فاز گاز $\ce{I2}$ با $\ce{O3}$ تهیه شده است اما به طور گسترده مورد مطالعه قرار نگرفته است.
با این حال، نگاه کردن به واکنش $\ce{I4O9 <=> I^3+(IO3^-)3}$ به ما اجازه می‌دهد تا حدس خوبی در مورد ساختاری که در زیر ترسیم کرده‌ام انجام دهیم:تصویروتصویر
ساختار دو بعدی $\ce{I4O9}$
اوربیتال های اتم مرکزی $\mathrm{sp^3d}$ هیبرید شده اند و انتظار می رود که مولکول ساختار T شکل را اتخاذ کنداگر انرژی برای شکستن پیوندها بیشتر از انرژی آزاد شده برای تشکیل پیوندهای جدید جذب شود، این واکنش به طور کلی گرماگیر است.
تغییر انرژی مثبت است زیرا محصولات انرژی بیشتری نسبت به واکنش دهنده ها دارند
نماد ΔH (دلتا H) برای نشان دادن تغییر انرژی گرمایی استفاده می شود. H نماد آنتاپلی است که اندازه گیری گرمای کل واکنش یک واکنش شیمیایی استن است
این مقدار انرژی مورد نیاز برای شکستن پیوند یا مقدار انرژی است که هنگام تشکیل پیوند داده می شود
از این انرژی می توان برای محاسبه مقدار گرمایی که در یک واکنش آزاد یا جذب می شود استفاده کرد
برای انجام این کار، شناخت پیوندهای موجود در واکنش دهنده ها و محصولات ضروری است
تمام انرژی های پیوند را برای همه پیوندهای موجود در واکنش دهنده ها با هم جمع کنید - این "انرژی در هستش
انرژی های پیوند را برای همه پیوندهای موجود در محصولات با هم جمع کنید - این انرژی خارجه
محاسبه تغییر آنتالپی:
تغییر آنتالپی (ΔH) = انرژی گرفته شده - انرژی داده شده
تصویر

ارسال پست