Dalam setiap tindak balas kimia, ikatan dalam bahan tindak balas diputuskan (tenaga diserap) dan ikatan baharu dalam hasil dibentuk (tenaga dibebaskan). Kedua-duanya berlaku dalam tindak balas yang sama, tetapi ia peristiwa tenaga yang berasingan. Jawapan peperiksaan mendapat markah apabila keduanya dipisahkan.
Pelajaran ini menutup tenaga dan ikatan dengan menyambung idea daripada menganggar perubahan tenaga menggunakan tenaga ikatan kepada rajah dalam profil tenaga.
Mengapa dua proses ini bertentangan arah?
Dua atom yang terikat mempunyai tenaga lebih rendah daripada atom yang berjauhan. Untuk menarik keduanya berpisah, anda mesti membekalkan tenaga. Apabila atom bergabung membentuk ikatan, jumlah tenaga yang sama dibebaskan.
Jadi terdapat dua jumlah dalam setiap tindak balas: tenaga yang diserap untuk memutuskan semua ikatan bahan tindak balas dan tenaga yang dibebaskan semasa membentuk semua ikatan hasil. Perubahan tenaga keseluruhan ialah perbezaan antara keduanya.
Bagaimana mengasingkan kedua-duanya dengan kemas?
- Lukis molekul (atau senaraikan ikatan dalam setiap formula).
- Buat jadual dua lajur, “ikatan diputuskan” dan “ikatan dibentuk”.
- Isi lajur pertama daripada bahan tindak balas sahaja, dan lajur kedua daripada hasil sahaja.
- Darabkan dengan pekali.
- Jumlahkan setiap lajur secara berasingan sebelum membuat sebarang penolakan.
- Bandingkan jumlah: dibentuk lebih besar daripada diputuskan bermaksud eksotermik; diputuskan lebih besar bermaksud endotermik.
Contoh berlangkah
Tenaga ikatan ialah nilai diberi untuk latihan, dalam kJ/mol: H–H 436, O=O 498, O–H 464.
Pertimbangkan 2H₂ + O₂ → 2H₂O.
| Ikatan | Bilangan | Tenaga setiap mol | Jumlah (kJ/mol) | |
|---|---|---|---|---|
| Diputuskan | H–H | 2 | 436 | 872 |
| Diputuskan | O=O | 1 | 498 | 498 |
| Dibentuk | O–H | 2 × 2 = 4 | 464 | 1856 |
Langkah 1, jumlah diputuskan: 872 + 498 = 1370 kJ/mol.
Langkah 2, jumlah dibentuk: 4 × 464 = 1856 kJ/mol.
Langkah 3, bandingkan: 1856 lebih besar daripada 1370, jadi lebih banyak tenaga dibebaskan daripada diserap.
Langkah 4, perubahan tenaga: 1370 − 1856 = −486 kJ/mol. Tindak balas eksotermik.
Semakan: jadual memberi 2 × 436 = 872 dan 4 × 464 = 1856. Kedua-dua jumlah sepadan dengan pengiraan, dan tanda sepadan dengan perbandingan dalam langkah 3.
Tindak balas songsang, 2H₂O → 2H₂ + O₂, memutuskan 4 ikatan O–H (1856) dan membentuk ikatan H–H dan O=O (1370). Perubahan tenaganya ialah 1856 − 1370 = +486 kJ/mol. Nombor sama, tanda bertentangan.
Kesilapan yang perlu diawasi
Kesilapan biasa ialah meletakkan ikatan hasil dalam lajur “diputuskan”.
Jawapan yang salah: “Diputuskan: 2 × 436 + 498 + 4 × 464 = 3226; dibentuk: tiada.”
Pelajar menyenaraikan setiap ikatan dalam persamaan sebagai diputuskan dan tidak memisahkan bahan tindak balas daripada hasil.
Pembetulannya ialah hanya bahan tindak balas mempunyai ikatan diputuskan dan hanya hasil mempunyai ikatan dibentuk. Jadual dua lajur mengelakkan kesilapan ini.
Semak kendiri
Gunakan nilai diberi ini untuk latihan: H–H 436, Cl–Cl 242, H–Cl 431.
1. Bagi H₂ + Cl₂ → 2HCl, berapakah setiap ikatan yang diputuskan dan dibentuk?
Lihat jawapan
Diputuskan: 1 H–H dan 1 Cl–Cl. Dibentuk: 2 H–Cl. Jumlahnya 436 + 242 = 678 diputuskan dan 2 × 431 = 862 dibentuk.
2. Adakah tindak balas dalam soalan 1 eksotermik atau endotermik secara keseluruhan, dan mengapa?
Lihat jawapan
Tenaga yang dibebaskan semasa membentuk ikatan (862) lebih besar daripada tenaga yang diserap semasa memutuskan ikatan (678), jadi ia eksotermik. 678 − 862 = −184 kJ/mol.
3. Lengkapkan ayat: “Memutuskan ikatan ______ tenaga dan membentuk ikatan ______ tenaga.”
Lihat jawapan
Memutuskan ikatan menyerap (memerlukan) tenaga dan membentuk ikatan membebaskan tenaga.
Ke mana selepas ini?
Sekarang himpunkan semuanya dalam set latihan tenaga dan ikatan. Untuk gambaran lebih luas tentang bagaimana tindak balas berlangsung, lihat modul kadar tindak balas.
Jika anda boleh mengira tetapi sukar menerangkan arah tenaga, guru dalam tuisyen Kimia dalam talian satu dengan satu boleh melatih anda menulis penerangan yang jelas dan tepat.