by Στην τράπεζα θεμάτων της Γ λυκείου, υπάρχουν διάφορα θέματα που αφορούν στη θερμοχημεία και ιδιαίτερα στην ενθαλπία αντίδρασης. Ενδεικτικά, αναφέρω τα θέματα 24202 και 34569.
(24202): N2 (g) + 3H2 (g) ⇔ 2NH3 (g), ΔΗ = -92 kJ/mol
(34569): H2 (g) + Cl2 (g) ⇔ 2HCl (g), ΔΗ = -184 kJ.
Ποια από τις δύο αντιδράσεις αναφέρει ορθά την αντίστοιχη ενθαλπία αντίδρασης (και οι δύο αποκλείεται καθώς στη μία μετριέται σε kJ/mol και στη δεύτερη σε kJ).
Ποια από τις δύο εκφράσεις, κατά τη γνώμη σας, είναι η ορθή;
Αγαπητε φιλε και συμφοιτητη Δημητρη καλησπερα.Νομιζω η σωστη διατυπωση ειναι η δευτερη.Οταν λεμε δινεται η προτυπη ενθαλπια σχηματισμου της ΝΗ3 πρεπει να γραψουμε ΔΗ=-46KJ/mol.Στην αντιδραση που δινεται πρεπει να βαλουμε απλα ΔH =-92 KJ ωστε η τιμη αυτη να αναφερεται σε 1 mol N2 ,3mol H2 και 2mol ΝΗ3.Γενικα το ΔΗ που βαζουμε στην αντιδραση δεν πρεπει να ειναι νομιζω ανα mol αφου αναφερεται σε ποσοτητες (mol) ισες με το συντελεστη καθε σωματος στην αντιδραση που γενικα διαφερουν της μοναδας.
Καλησπέρα. Θα συμφωνήσω απολύτως με τον Γιώργο
Το ΔΗ=-92 kJ/mol δίπλα στη χημική εξίσωση σε ποιας ουσίας το ένα mol αναφέρεται; Του Η2, του Ν2 ή της ΝΗ3; Είναι τελείως λάθος.
Αρχικά να αναφέρω ότι όταν ένας μαθητής γράφει την ενθαλπία και προσθέτει μονάδες J ή kJ ή cal ή Kcal τότε όλα είναι μια χαρά. Δηλαδή ποτέ δεν θα πρέπει να απασχολήσει ένα μαθητή ο οποίος εξετάζεται με βάση τα συγκεκριμένα σχολικά βιβλία πως θα το γράψει.
Τώρα βέβαια αν εμείς θέλουμε να το γράφουμε σωστά εννοείται ότι πρέπει να συμπληρώνουμε ανά mol.
Δηλαδή το σωστό είναι kJ/mol ….
Δηλαδή θα πρέπει κάποιος να γράψει: N2(g) + 3H2(g)→2NH3(g) , ΔΗ = – 92 kJ/mol.
Για περισσότερες πληροφορίες μπορείτε να δείτε στο Green Book της IUPAC που δημοσιεύθηκε το 2007. Όταν φτιάχναμε τα θέματα της ΤΘΔΔ πάντα είχαμε αυτόν τον προβληματισμό. Δηλαδή, πως το γράφει το σχολικό βιβλίο και πως είναι το επιστημονικά σωστό;
Όπως όμως έγραψα και παραπάνω αυτό δεν είναι κάτι που πρέπει να προβληματίζει το μαθητή αλλά μόνο εμάς.
Μπορείτε να δείτε στη σελίδα 60 του Green Book πως γράφει την ενθαλπία της αντίδρασης: N2(g) + 3 H2(g) = 2 NH3(g), ∆rH◦(298,15 K) = −92,4 kJ⋅mol-1
Παραδόξως σωστή είναι η πρώτη. Στο πράσινο βιβλίο της IUPAC, (έκδοση 2007, https://web.archive.org/web/20190417213638/https://iupac.org/wp-content/uploads/2015/07/Green-Book-PDF-Version-2011.pdf) σελ. 60, αλλά και η έκδοση του 1993, σελ. 52 (δεν είναι κάτι νέο δηλ.) αναφέρει ότι η ενθαλπία αντίδρασης δίνεται σε kJ/mol, όπου το ανά mol αναφέρεται στον βαθμό εξέλιξης της αντίδρασης (σύμβολο ξ, extent of reaction) που ισούται με Δnj/vj όπου Δnj η μεταβολή των mol του συστατικού j και vj ο αντίστοιχος στοιχειομετρικός συντελεστής, ο οποίος λαμβάνεται ως αρνητικός αριθμός για τα αντιδρώντα και θετικός για τα προϊόντα. (Περισσότερα στη διεύθυνση: n.wikipedia.org/wiki/Extent_of_reaction). (Το j είναι δείκτης.)
Αν το βάλεις κάτω με απλά λόγια, πρακτικά λέει ότι κάνεις αυτό που κάνουμε όλοι μας, δηλ. ότι η θερμότητα αναφέρεται στους στοιχειομετρικούς συντελεστές της αντίδρασης. (Όπως ακριβώς το γράφει το σχολικό βιβλίο, (2ο τεύχος, σελ. 47) και όπως το γράφουν σχεδόν όλα τα βιβλία στα οποία έχω τη δυνατότητα να ανατρέξω, όπου γράφουν την ενθαλπία μιας αντίδρασης σύμφωνα με την άσκηση 34569.)
Ενώ λοιπόν η επιστημονικά ορθή γραφή είναι kJ/mol, είναι σωστή γραφή για την τράπεζα θεμάτων; Εδώ η απάντηση, κατά τη γνώμη μου, είναι ένα τεράστιο όχι. Γιατί αμέσως δημιουργείται το ερώτημα, όπως ακριβώς το περιγράφει ο Θοδωρής. Δεν το έχεις διδάξει, οπότε τι απαντάς; Αυτό που γράφει ο κ. Χρονάκης, είτε kJ είτε kJ/mol δεν έχει καμία διαφορά; Μπορούμε πράγματι να ισχυριστούμε κάτι τέτοιο; Σε καμία περίπτωση. Εκτός από το διδακτικό λάθος, βάζουμε τρικλοποδιά στον ίδιο μας τον εαυτό. Γράφουμε με άλλο τρόπο τη θερμοχημική εξίσωση, για να είμαστε επιστημονικά ορθοί, και αμέσως μετά λέμε στους μαθητές μη δίνετε σημασία, δεν παίζει κανένα ρόλο. Απίστευτο!!!!
Και γιατί αυτό. Γιατί ο συγγραφέας της συγκεκριμένης άσκησης, συνειδητά, επέλεξε να μην ακολουθήσει τη διδακτέα ύλη (το σχολικό εγχειρίδιο), αλλά να αναφέρει την “επιστημονικά ορθή” άποψη. Το φυσιολογικό είναι να αλλάξεις το λάθος στο βιβλίο και να το ζητήσεις με σωστό τρόπο σε εξέταση, και όχι το αντίστροφο. (Γιατί αυτό δεν περιορίζεται μόνο στην ενθαλπία αλλά και σε άλλα θέματα της χημείας, όπου οι συγγραφείς αγνούν το σχολικό βιβλίο και λειτουργούν κατά το δοκούν, χωρίς φυσικά αυτό να σημαίνει ότι επιστημονικά κάνουν κάτι λάθος. Εξεταστικά αυτό είναι, κατά τη γνώμη μου, απαράδεκτο. Γι’ αυτά τα υπόλοιπα, εδώ είμαστε, εν καιρώ να τα επισημάνουμε).
Και το το τελευταίο παράδοξο: οι συγγραφείς και των δύο θεμάτων, απαντούν στο ερώτημα με τον ίδιο ακριβώς τρόπο, δηλ. για παράδειγμα, 3 mol Η2 εκλύουν 92 kJ, τα x πόσο κάτι που φυσικά είναι λάθος, καθώς η αναγραφή της θερμοχημικής εξίσωσης σε kJ/mol δεν μας παρέχει την παραπάνω δυνατότητα. Σε αυτή την περίπτωση πρέπει να χρησιμοποιήσουμε το μέγεθος ξ (αυτός είναι ο επιστημονικά ορθός τρόπος). Δηλ. γράφουμε με επιστημονικά ορθό τρόπο τη θερμοχημική εξίσωση, αλλά επιλέγουμε να τη λύσουμε με “λάθος” τρόπο, γιατί μόνον αυτός έχει διδαχθεί στο σχολείο. Τα σχόλια περιττά.
ΥΓ Αγαπητέ Γιώργο, χαιρετώ και πάλι μέσα από το φιλικό σπίτι του Ylikonet. (Από 1η Σεπτέμβρη θα ανήκω στην τάξη των απομάχων. Εσύ, μάχιμος ή απόμαχος;)
Καλησπέρα και πάλι. Ας υποθέσουμε την αντίδραση Α+2Β => 3Γ+Δ, ΔΗ=-90 kJ/mol. Μπορείτε να μου πείτε τι σημαίνει αυτό;
Για σου Θοδωρή. Σημαίνει ότι όταν ο βαθμός ολοκλήρωσης της αντίδρασης είναι 1 mol, θα εκλυθούν 90 kJ. Αυτό το 1 mol αντιστοιχεί στις στοιχειομετρικά ανάλογες ποσότητες όλων των συστατικών της αντίδρασης, ή αλλιώς όταν έχουμε ξ=1 mol για το Α, θα έχουμε και ξ=1 για το Β κλπ. Π.χ. αν αντιδράσει 1 mol του Α, το ξ θα είναι -1/-1 (Δn/v). Για το Β θα είναι -2/-2 κλπ.
Συγνώμη κύριε Τσιλογιάννη.
Τη στιγμή που και οι δύο συνάδελφοι (κ. Μαρνέρης και κ. Βαχλιώτης) αναφέρουν την λανθασμένη ως σωστή απάντηση, εγώ έγραψα ποια είναι η σωστή.
Εσείς στη συνέχεια ξαναγράφετε παρακάτω από εμένα την παραπομπή που έδωσα και μάλιστα τη σελίδα που έδωσα.
Όμως πιθανολογώ ότι δεν καταλάβατε αυτά που έγραψα. Εγώ έγραψα ότι όπως και να το γράψουν οι μαθητές στις εξετάσεις είναι το ίδιο. Ποιο είναι όμως το επιστημονικά σωστό το έγραψα και ήμουν ο μόνος.
Εδώ δεν το γνωρίζουν το σωστό οι καθηγητές … οπότε δεν χρειάζεται να μπερδεύουμε τους μαθητές.
Πολλά λάθη δυστυχώς τα ακολουθούμε γιατί τα γράφει το σχολικό βιβλίο (π.χ n=m/Mr και άλλα …) και οι μαθητές εξετάζονται με βάση το συγκεκριμένο σχολικό βιβλίο και όχι την απόλυτη επιστημονική αλήθεια σε κάθε περίπτωση.
Αυτά έγραψα εγώ ….
Υ.Γ. Αυτά που γράφετε για … Απίστευτο!!!! (4 θαυμαστικά) και .. Τα σχόλια περιττά … Προσωπικά απλά τα προσπερνάω.
Αυτό που γράφεις Δημήτρη μεταφράζεται επομένως στο ότι, όταν έχουν ελευθερωθεί 90 kJ θα έχουν αντιδράσει 1 mol A με 2 mol B και θα έχουν παραχθεί 3 mol Γ και 1 mol Δ. O βαθμός ολοκλήρωσης είναι μια έννοια που νομίζω δεν θα την εισάγουμε εδώ. Επομένως, με μία ευρύτερη, πιο απλή προσέγγιση, νομίζω ότι η απλουστευμένη “μετάφραση” να δίνουμε την ενθαλπία δίπλα από τη χημική εξίσωση σε kJ, εννοώντας ότι αναφέρεται σε τόσα mol όσα είναι οι στοιχειομετρικοί συντελεστές στη χημική εξίσωση, δεν είναι λανθασμένη. Έτσι παρακάμπτουμε την ανάγκη να μιλήσουμε για βαθμό ολοκλήρωσης και είναι ξεκάθαρο σε πόσα mol κάθε ουσίας αναφερόμαστε. Και κάτι για τον κύριο Χρονάκη: Κύριε Χρονάκη κανείς δεν τα ξέρει όλα, τουλάχιστον όχι εγώ. Το να ειρωνεύεστε τον κύριο Μαρνέρη και εμένα , αλλά και τον κο Τσιλογιάννη, με φράσεις όπως: “Ποιο είναι όμως το επιστημονικά σωστό το έγραψα και ήμουν ο μόνος.” και “Εδώ δεν το γνωρίζουν το σωστό οι καθηγητές …” είναι τουλάχιστον άκομψο.
Έχετε δίκιο και για αυτό τα ανακαλώ αφού σας έθιξαν.
Κανένας δεν τα γνωρίζει όλα.
Καλή συνέχεια.
Ευχαριστώ πολύ κε Χρονάκη. Είναι πολύ τίμιο το ότι ανακαλείτε και το εκτιμώ βαθύτατα.
κ. Χρονάκη μάλλον παρεξήγησατε. Δεν διεκδικώ κάτι και πολύ περισσότερο την πρωτοτυπία. Έχετε δίκιο ότι έχετε δώσει παραπομπή, δεν το πρόσεξα και ανέβασα αυτό που είχα γράψει αρκετά πριν χωρίς δεύτερη σκέψη. Αν νοιώσατε ότι κάπου σας έθιξα, ειλικρινά λυπάμαι και ζητώ συγγνώμη.
Αντιλαμβάνομαι πλήρως το δίλημμα που είχατε στην ΤΘΔΔ, ωστόσο νομίζω ότι μπορώ να διαφωνήσω με την επιλογή που κάνατε.
Αν δεν κάνω λάθος εσείς γράψατε ότι δεν παίζει κανένα ρόλο η μονάδα μέτρησης. Αυτό ενδιαφέρει τους καθηγητές και όχι τους μαθητές. Αυτό λοιπόν που έγραψα και το επαναλαμβάνω είναι ότι αυτή την προσέγγιση τη θεωρώ διδακτικά απαράδεκτη. Προφανώς προσωπική άποψη και δεν είναι υποχρεωτικό να συμφωνεί οποιοσδήποτε.
Το ζήτημα όμως είναι απλό: το βιβλίο κάνει λάθος, το εντοπίζετε, το διορθώνετε. Αν δεν μπορείτε, η γνώμη μου είναι ότι δεν αλλάζετε εσείς τις προδιαγραφές της εξεταστέας ύλης. Καμία επιτροπή ασκήσεων δεν δικαιούται να το κάνει. Δεν υπάρχει στο βιβλίο, δεν το γράφεις. Τόσο απλά. Όπως επίσης αφού στην ΤΘΔΔ είχατε αυτή την άποψη, γιατί υπάρχουν δύο τύποι ασκήσεων, και με τον σωστό και με τον λάθος τρόπο; Πώς εξηγείτε λύσεις ασκήσεων με τρόπο που δεν είναι σωστός (και μην ξεχνάμε, καθοδηγεί τους μαθητές γιατί η ΤΘΔΔ δεν έχει μόνο εξεταστικό αλλά έχει και διδακτικό στόχο).
Η μόνη απάντηση που έχω είναι η εξής: ο κάθε συγγραφέας λειτουργούσε όπως πίστευε και κανένας δεν έλεγξε ποτέ ό,τι γραφόταν γιατί δεν ενδιέφερε η ποιότητα του αποτελέσματος.
Ευπρόσδεκτη οποιαδήποτε διευκρίνιση.
Θοδωρή έχεις απόλυτο δίκιο στην προσέγγισή σου. Γι’ αυτό και έγραψα ότι στα περισσότερα βιβλία χημείας που έχω δει χρησιμοποιούν τον τρόπο του σχολικού βιβλίου. Δεν γράφουν kJ/mol ή αυτά που το γράφουν σημειώνουν στη συνέχεια ότι το ανά mol αναφέρεται στη στοιχειομετρία του φαινομένου.
Το ουσιαστικό Δημήτρη είναι ότι, είναι διδακτικά προτιμότερο για εμένα, τουλάχιστον στο Λύκειο, να ακολουθούμε την προσέγγιση αυτή, δηλαδή να γράφουμε την ΔH δίπλα στη χημική εξίσωση σε kJ και να λέμε ότι αναφέρεται σε τόσα mol όσα είναι οι συντελεστές τις χημικής εξίσωσης. Έτσι είναι τελείως ξεκάθαρα τα πράγματα και για εμάς και για τους μαθητές. Τα βιβλία χημείας που ακολουθούν αυτήν την προσέγγιση έχουν λόγο και το κάνουν.