ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчеты тепловых эффектов химических реакций из "Краткий курс физической химии Изд5" Хотя такие реакции большей частью неосуществимы на практике, однако их тепловые эффекты находят широкое применение в качестве вспомогательных расчетных величин. [c.191] Теплоту образования соединения из простых веществ следует отличать от атомной теплоты образования. Образование молекулы из свободных атомов всегда сопровождается выделением энергии. При образовании же какого-нибудь соединения из простых веществ теплота может и поглощаться, так как образование свободных атомов из простых веществ обычно требует затраты энергии. Так, образование ацетилена из атомов углерода и водорода сопровог ждается выделением энергии в количестве 393,4 ккал/моль, а образование ацетилена из графита и молекул На сопровождается поглощением 54,2 ккал/моль, так как разложение молекул На на атомы требует затраты энергии в количестве 104,2 ккал/моль и для получения свободных атомов углерода из графита необходимо затратить 171,7 ккал на грамм-атом. Таким образом, на образование свободных атомов углерода и водорода в количестве, необходимом для образования одного моля ацетилена, требуется 104,2 -)- 2 -171,7 = 447,6 ккал. [c.191] Теплоту образования можно относить к любому количеству вещества. В настоящем курсе она во всех случаях отнесена к одному молю соединения. [c.191] Теплоты образования соединений серы и брома (реже — иода) иногда относят не к основному состоянию этих элементов в конденсированной форме (сера ромбическая, бром жидкий), а к гипотетическому состоянию идеального газа с двухатомными молекулами. Впрочем, такие отступления всегда четко отоварнваютса и в оригинальных работах, и в справочниках. [c.191] Тепловые эффекты реакции зависят от условий проведения реакций (температуры, давления и пр.). [c.192] В настоящее время различные справочные значения тепловых эффектов и других величин относят обычно к стандартному состоянию веществ. [c.192] В качестве стандартного состояния индивидуальных жидких и твердых веществ принимают состояние их при данной температуре и при давлении, равном 1 бар, а для индивидуальных газов — такое их состояние (большей частью гипотетическое), когда при данной температуре и давлении, равном 1 бар, они обладают свойствами идеального газа . Все величины, относящиеся к стандартному состоянию веществ, отмечают верхним индексом (ДЯобр, Н°т — Н1, Срит. д.)и называют стандартными (стандартная теплота образования, стандартная энтальпия). В области обычных давлений изменение давления слабо влияет на тепловые эффекты реакций и энтальпию веществ, так как внутренняя энергия идеального газа не зависит от давления, а в конденсированном состоянии сжимаемость веществ мала. Однако многие другие величины, как, например, энтропия газов, сильно зависят от давления. [c.192] Для облегчения расчетов справочные данные относят в первую очередь к одной температуре 25,00°С (298,15 К), принимаемой в качестве стандартной температуры. (В индексах при тех или других величинах эта температура сокращенно указывается 298.) Конечно, справочные данные даются и для других температур. Условие о стандартной температуре вполне не зависит от условия о стандартных состояниях. [c.192] В Приложении III и IV приведены значения стандартных теплот образования некоторых химических соединений. [c.192] Пользуясь такими данными, можно легко рассчитать тепловой эффект любой химической реакции, если известны теплоты образования всех веществ , участвующих в реакции. [c.192] Это уравнение дает возможность рассчитать любую из содержащихся в нем величин, если известны значения остальных. Наиболее часто оно используется для определения теплового эффекта реакции на основе известных значений теплот образования веществ, участвующих в реакции. [c.193] На рис. 70 показана схема произведенного расчета. [c.193] Таким образом, знание теплот образования всех веществ, участвующих в реакции, действительно дает возможность рассчитать теплоту самой реакции. Зная теплоты образования, например, для 100 различных соединений, можно рассчитать тепловые эффекты не одной сотни, а многих тысяч различных химических реакций, которые составляются из этих веществ в разных комбинациях. В настоящее время известны теплоты образования более чем для трех тысяч различных веществ. [c.193] Из закона Гесса следует, что тепловой эффект реакции равен разности между теплотами сгорания веществ, указанных в левой части уравнения, и теплотами сгорания веществ, указанных в пра вой части уравнения реакции (взятых, разумеется, с соответствую щими стехиометрическими коэффициентами). [c.194] Необходимо, чтобы все теплоты сгорания относились к одинаковым условиям — изобарным или изохорным. К этим же условиям относится и полученное значение теплового эффекта реакции. [c.195] Теплоты сгорания также относят обычно к одному молю исходного вещества. [c.195] Следует заметить, что при таких расчетах АН получается как разность больших чисел. Поэтому относительно небатьшие погрешности в значениях теплот сгорания могут существенно отразиться на значении АН1. Так, ошибка в 1% в теплоте сгорания (СООСНз)г равна 4 ккал. [c.195] Расчет теплового эффекта реакции органических веществ по теплотам сгорания получил широкое распространение. Разумеется, тепловые эффекты реакций между органическими веществами можно рассчитывать и пользуясь теплотами образования. [c.196] Для многих видов тепловых эффектов и, в частности, для теплот образования и теплот сгорания установлен ряд закономерностей, оказывающих нередко большую помощь при проведении приблн-жеггных практических расчетов. [c.196] Вернуться к основной статье