Cara melukis gambar rajah aras tenaga

Gambar rajah aras tenaga menukar haba tindak balas menjadi gambar, dan SPM gemar meminta anda melukis satu dan melabelnya. Berita baiknya, hanya ada dua bentuk untuk dipelajari, satu untuk eksotermik, satu untuk endotermik, dan sebaik anda tahu ke arah mana aras hasil pergi dan ke arah mana anak panah ΔH menuding, markah itu milik anda. Panduan ini membina kedua-duanya dari paksi ke atas, menggunakan silibus termokimia.

Apa maksud paksi

Setiap gambar rajah aras tenaga mempunyai paksi yang sama:

• Paksi menegak ialah tenaga (bertambah ke atas). Kadangkala ia dilabel “tenaga” atau “entalpi”.
• Paksi melintang ialah perjalanan tindak balas, laluan dari bahan tindak balas ke hasil. Ia tiada nombor; ia hanya menunjukkan arah tindak balas dari kiri ke kanan.

Anda melukis bahan tindak balas sebagai garis mendatar di kiri dan hasil sebagai garis mendatar di kanan, pada ketinggian berbeza.

Bentuk eksotermik

Dalam tindak balas eksotermik, haba dibebaskan ke persekitaran dan suhu naik, jadi hasil menyimpan kurang tenaga berbanding bahan tindak balas. Maksudnya:

• Aras bahan tindak balas tinggi, aras hasil rendah.
• Anak panah ΔH menuding ke bawah, dari aras bahan tindak balas ke aras hasil.
• ΔH negatif, kerana tenaga telah hilang ke persekitaran.

Untuk melukisnya: paksi dahulu, kemudian garis bahan tindak balas lebih tinggi, garis hasil lebih rendah, dan anak panah ke bawah antaranya berlabel ΔH dan nilai negatifnya.

Bentuk endotermik

Dalam tindak balas endotermik, haba diserap dari persekitaran dan suhu turun, jadi hasil menyimpan lebih tenaga berbanding bahan tindak balas. Maksudnya:

• Aras bahan tindak balas rendah, aras hasil tinggi.
• Anak panah ΔH menuding ke atas, dari aras bahan tindak balas ke aras hasil.
• ΔH positif, kerana tenaga telah diperoleh dari persekitaran.

Kedua-dua gambar rajah ialah imej cermin secara menegak: eksotermik menurun, endotermik mendaki.

Langkah demi langkah: lukis gambar rajah eksotermik

Ambil pembakaran etanol, yang sangat eksotermik, lihat haba pembakaran.

1. Lukis paksi tenaga menegak dan paksi perjalanan-tindak-balas melintang.
2. Lukis garis mendatar tinggi ke atas, berlabel bahan tindak balas: C₂H₅OH + 3O₂.
3. Lukis garis mendatar lebih rendah, berlabel hasil: 2CO₂ + 3H₂O.
4. Lukis anak panah menegak dari garis bahan tindak balas turun ke garis hasil.
5. Label anak panah itu ΔH = negatif (haba dibebaskan). Jika nilai diberi, tulisnya, contohnya ΔH = −1376 kJ mol⁻¹.

Bagi gambar rajah eksotermik peneutralan, bentuk sama terpakai dengan asid + alkali di atas dan garam + air di bawah, lihat haba peneutralan.

Menambah bonggol tenaga pengaktifan

Untuk profil tenaga yang lebih penuh, tambah tenaga pengaktifan, tenaga minimum yang zarah berlanggar perlukan untuk bertindak balas. Antara aras bahan tindak balas dan hasil, lukis bonggol (puncak) yang naik di atas aras bahan tindak balas kemudian turun ke aras hasil. Ketinggian dari garis bahan tindak balas naik ke puncak bonggol ialah tenaga pengaktifan, berlabel Eₐ. Di sinilah termokimia bertemu teori perlanggaran.

Mangkin tidak mengubah ΔH, tetapi ia merendahkan bonggol: lukis puncak kedua yang lebih rendah bagi laluan bermangkin. Aras bahan tindak balas dan hasil kekal tepat di tempatnya, hanya ketinggian bonggol berubah, iaitu cara visual mengatakan mangkin menyediakan laluan alternatif dengan tenaga pengaktifan lebih rendah.

Senarai semak label penuh

Gambar rajah lengkap menunjukkan:

• Kedua-dua paksi berlabel (tenaga menegak, perjalanan tindak balas melintang).
• Garis bahan tindak balas dan garis hasil, setiap satu berlabel bahan sebenar.
• Hasil lebih rendah bagi eksotermik, lebih tinggi bagi endotermik.
• Anak panah ΔH pada arah betul, berlabel tandanya (dan nilai jika diberi).
• Bonggol tenaga pengaktifan dengan Eₐ, jika soalan meminta profil tenaga.

Kesilapan lazim yang perlu dielakkan

• Meletakkan hasil pada ketinggian salah. Hasil eksotermik lebih rendah; hasil endotermik lebih tinggi. Tentukan daripada perubahan suhu dahulu.
• Menuding anak panah ΔH arah salah. Ke bawah bagi eksotermik (tenaga keluar), ke atas bagi endotermik (tenaga masuk).
• Lupa tanda ΔH. Negatif bagi eksotermik, positif bagi endotermik.
• Menaikkan aras hasil dengan mangkin. Mangkin hanya merendahkan bonggol; aras bahan tindak balas dan hasil, serta ΔH, tidak pernah berubah.

Berlatih kedua-dua bentuk bersebelahan

Lakar gambar rajah eksotermik dan endotermik bersebelahan beberapa kali, melabel setiap bahagian, kemudian tambah bonggol tenaga pengaktifan dan laluan bermangkin pada setiap satu. Sebaik kedua-dua bentuk menjadi automatik, ini menjadi markah yang boleh diharap dalam Kertas 2. Jika arah anak panah ΔH atau kesan mangkin terus mengelirukan anda, itu pantas dileraikan dengan seorang guru, kelas satu-ke-satu dalam talian kami berjalan dalam bahasa Inggeris dari RM50 sejam, dengan percubaan satu jam berbayar. Lihat cara ia berjalan jika anda mahu gambar rajah anda disemak terhadap jawapan Kertas 2 sebenar.