Profil tenaga ialah graf tenaga bahan kimia apabila tindak balas bergerak daripada bahan tindak balas kepada hasil. Aras hasil berbanding aras bahan tindak balas memberitahu anda sama ada tindak balas itu eksotermik atau endotermik, dan jurang di antara keduanya ialah perubahan tenaga, ΔH.
Ini ialah pelajaran kedua dalam tenaga dan ikatan, dan ia menunjukkan gambaran di sebalik istilah dalam membezakan tenaga dibebaskan daripada tenaga diserap.
Apakah maksud setiap bahagian gambar rajah?
Paksi menegak menunjukkan tenaga. Paksi mendatar menunjukkan kemajuan tindak balas, dari kiri (bahan tindak balas) ke kanan (hasil). Ia bukan paksi masa dan tiada skala dalam saat.
- Garis mendatar kiri: tenaga bahan tindak balas.
- Garis mendatar kanan: tenaga hasil.
- Puncak di tengah: tenaga tertinggi sepanjang laluan. Pendakian dari bahan tindak balas ke puncak ialah tenaga pengaktifan, dibincangkan dalam pelajaran seterusnya.
- Anak panah menegak di antara dua garis mendatar: perubahan tenaga keseluruhan, ΔH.
Bagaimana anda membacanya, langkah demi langkah?
- Labelkan aras bahan tindak balas dan hasil dahulu, sebelum perkara lain.
- Bandingkan. Hasil lebih rendah bermaksud eksotermik; hasil lebih tinggi bermaksud endotermik.
- Tulis ΔH sebagai hasil tolak bahan tindak balas jika aras mempunyai nombor.
- Semak tanda dengan langkah 2. Hasil yang lebih rendah mesti memberi jawapan negatif.
- Tambah unit, biasanya kJ/mol.
Contoh berlangkah
Nilai di bawah direka untuk latihan. Satu tindak balas rekaan mempunyai bahan tindak balas pada 100 kJ/mol, puncak pada 250 kJ/mol dan hasil pada 40 kJ/mol.
| Bahagian gambar rajah | Tenaga (kJ/mol) |
|---|---|
| Bahan tindak balas | 100 |
| Puncak | 250 |
| Hasil | 40 |
Langkah 1, bandingkan aras: hasil (40) lebih rendah daripada bahan tindak balas (100), jadi tindak balas eksotermik.
Langkah 2, hitung ΔH: hasil tolak bahan tindak balas = 40 − 100 = −60 kJ/mol.
Langkah 3, semak: tanda negatif, sepadan dengan eksotermik.
Langkah 4, pendakian ke puncak: 250 − 100 = 150 kJ/mol. Itu tenaga pengaktifan, bukan perubahan tenaga.
Sekarang terbalikkan gambar. Tindak balas rekaan kedua mempunyai bahan tindak balas pada 50, puncak pada 210 dan hasil pada 130. Hasil lebih tinggi, jadi ia endotermik, dan ΔH = 130 − 50 = +80 kJ/mol.
Semakan: jawapan pertama negatif bagi hasil yang lebih rendah, jawapan kedua positif bagi hasil yang lebih tinggi. Kedua-duanya selaras dengan arah anak panah.
Kesilapan yang perlu diawasi
Kesilapan biasa ialah menggunakan puncak seolah-olah ia aras hasil.
Jawapan yang salah: “ΔH = 250 − 100 = +150 kJ/mol, jadi tindak balas endotermik.”
Pelajar menolak aras bahan tindak balas daripada puncak, yang mengukur halangan tenaga, bukan perubahan keseluruhan.
Pembetulannya ialah menggunakan dua garis mendatar sahaja. Hasil berada pada 40, jadi ΔH = 40 − 100 = −60 kJ/mol dan tindak balas eksotermik. Satu tabiat membantu: letakkan jari pada garis kiri, luncurkan ke garis kanan, dan tanya sama ada anda bergerak ke bawah atau ke atas.
Semak kendiri
1. Bahan tindak balas pada 200 kJ/mol, puncak pada 320 kJ/mol dan hasil pada 150 kJ/mol. Adakah tindak balas eksotermik atau endotermik, dan berapakah ΔH?
Lihat jawapan
Hasil (150) lebih rendah daripada bahan tindak balas (200), jadi ia eksotermik. ΔH = 150 − 200 = −50 kJ/mol.
2. Sebuah profil mempunyai hasil lebih tinggi daripada bahan tindak balas. Ke arah mana anak panah ΔH menghala, dan apakah tanda ΔH?
Lihat jawapan
Anak panah menghala ke atas dari aras bahan tindak balas ke aras hasil, dan ΔH positif. Tindak balas itu endotermik.
3. Seorang pelajar berkata puncak yang lebih tinggi bermaksud tindak balas lebih eksotermik. Betulkah?
Lihat jawapan
Tidak. Puncak menunjukkan halangan tenaga. Sama ada tindak balas eksotermik bergantung pada sama ada hasil lebih rendah daripada bahan tindak balas.
Ke mana selepas ini?
Seterusnya, gunakan pendakian ke puncak dalam menerangkan tenaga pengaktifan pada gambar rajah. Apabila anda mahu soalan bercampur, cuba set latihan tenaga dan ikatan.
Membaca profil tenaga dengan cepat bertambah baik apabila ada maklum balas terus. Guru dalam tuisyen Kimia dalam talian satu dengan satu boleh meminta anda menerangkan setiap anak panah dan menunjukkan di mana bacaan anda tersasar.