ENERGI OCH REAKTIONSHASTIGHET

En del kemiska reaktioner sker spontant om vi blandar olika ämnen. Andra måste tillföras mer eller mindre energi för att något skall hända. Och ytterligare några avger massor av energi om vi bara tillför lite, till exempel bränslen och sprängämnen.

Energi är därför en viktigt aspekt när vi diskuterar kemiska reaktioner och en del av begreppen kommer du att känna igen från fysiken – andra är nya och specifika för kemin.

Energiprincipen

Termodynamikens första huvudsats – Energi kan inte nyskapas eller förintas, den kan bara omvandlas från en form till en annan – är viktig som grund för den fortsatta diskussionen. Du känner säkert igen den från grundskolans fysikundervisning. Du känner säkert också igen att det finns olika sorters energi:

• Lägesenergi
• Rörelseenergi
• Strålningsenergi
• Elektrisk energi
• Värmeenergi
• Kemisk energi

Här är det viktigt att inse att de olika typerna av energi inte är lika användbara för oss. Elektrisk energi kan till exempel omvandlas till rörelseenergi utan större förluster, men värme, speciellt temperaturer under 100°C, ger litet utbyte om vi vill omvandla den till till exempel lägesenergi. Energikvalitet kallas också exergi, som till skillnad från energi är förmågan att utföra arbete.

Grunden för allt liv

Allt liv beror på fotosyntesen, där strålningsenergin från solen omvandlas till kemisk energi. Processen kan enkelt skrivas:
   
6CO2 + 6H2O + energi  →  C6H12O6 + 6O2

Detta är en sammanfattning av vad som sker, men det finns några viktiga delreaktioner som producerar eller tar upp elektroner.
 

Energirika bindningar

Energi frigörs då bindningar bildas och omvänt krävs det energi för att bryta bindningar. Vi ser energin som värme (rörelse).

Entalpi

Detta är ett mått på ett ämnes värmeinnehåll. Beteckningen för entalpi ∆H. 

∆H = Hprodukter - Hreaktanter   

Förbränningsentalpi

∆Hc är entalpiändringen när 1 mol av ett ämne förbränns fullständigt. ∆Hc är alltid <0.

Bildningsentalpi

∆Hf är entalpiändringen när 1 mol av ämnet bildas ur grundämnena.

Energirika bindningar

Du kan ändra denna exempeltext. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetuer adipiscing elit. Donec libero. Suspendisse bibendum. Cras id urna. Morbi tincidunt, orci ac convallis aliquam, lectus turpis varius lorem, eu posuere nunc justo tempus leo. Donec mattis, purus nec placerat bibendum, dui pede condimentum odio, ac blandit ante orci ut diam.

Drivkrafter – entropi

Ett systems entropi, ∆S, är ett mått på oordningen i systemet. Om ∆S>0 för en process ökar oordningen. Drivkraften för en reaktion beror på systemets gibbsenergi, ∆G. En reaktion är bara spontan om ∆G = ∆H – T•∆S < 0

Övningar

Provexempel

Prov för detta avsnitt kommer att innefatta både energi och redox. Provexempel finns under fliken Redox.

Laborationer

Vi kommer att göra en energilaboration under detta avsnitt. Denna handlar att hitta den optimala blandningen mellan metanol och luft (syre) för att få så kraftig explosion som möjligt.