ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение теплот сгорания. Энергии связей из "Основы органической химии" Горение полученных из нефти алканов служит основным источником тепла и энергии. Следовательно, представляет практический интерес возможность оценки количества тепла, выделяющегося при сгорании углеводородов различного типа. Это легко может быть сделано с помощью таблиц энергий связей метод определения теплот сгорания очень важен, так как позволяет установить значения теплот многих других органических реакций. [c.77] Количество тепла, выделяющееся или поглощающееся в ходе процесса, происходящего при постоянном объеме (подобно описанному здесь для случая сожжения углеводорода в закрытом сосуде), отличается от количества тепла, выделяющегося или поглощающегося в случае процесса, проходящего при постоянном давлении. Поскольку большинство органических реакций проводится при постоянном давлении, теплота реакции АЯ обычно определяется как количество тепла, выделяющееся или поглощающееся при постоянном давлении. Принято употреблять ДЯ с отрицательным знаком в том случае, когда теплота выделяется (экзотермическая реакция), и с положительным знаком, если теплота поглощается (эндотермическая реакция). [c.78] Обозначения (газ) и (жидк.) означают при этом, что для данного значения АЯ реагенты и продукты находятся в газовом состоянии, за исключением воды которая находится в жидком состоянии. Если нужно получить АЯ для случая, когда продукт сгорания (НгО) находится в газовом состоянии, то следует внести поправку на теплоту испарения воды (10,4 ккал1моль при 25°). [c.78] Упражнение 3-5. Теплота сгорания 1 моля жидкого к-декана, приводящего к образованию двуокиси углерода и жидкой воды, составляет 1620,1 ккал. Теплота испарения к-декана при 25° равна 11,7 ккал. Вычислите теплоту сгорания в том случае, если бы все соединения находились в газовой фазе. [c.78] Для того чтобы определить теплоты сгорания из энергий связей, используют разницу между теплотами, которые, согласно расчету, требуются для разрыва связей в реагентах, и теплотами, требующимися для образования связей в продуктах, имея при этом в виду, что при разрыве связей тепло поглощается, а при образовании связей тепло выделяется. Необходимые для расчета энергии связей приведены в табл. 3-5. Эти энергии связей применимы только к полной диссоциации газообразных веществ до газообразных атомов при 25°. Они не могут также применяться без серьезных поправок ко многим соединениям, которые подобно бензолу содержат более одной двойной связи. Это ограничение будет рассмотрено в гл. 9. [c.78] Величину АЯ для реакции горения метана вычисляют следующим образом прежде всего при разрыве связи так, как это изображено ниже. [c.78] Для двуокиси углерода. Для формальдегида. [c.79] В результате АЯ будет равно 394,8 + 238,2 — 384,0 — 442,4 = = — 193,4 ккал, что довольно близко к значению 191,8 ккал для теплоты сгорания метана, определенной экспериментально. [c.79] Таким же путем можно определить значения АН для многих других типов реакций органических соединений в газовой фазе при 25° (табл. 3-6). Далее, если известны соответствующие теплоты испарения или растворения, то нетрудно вычислить АН для жидких, твердых или растворенных веществ. Особый случай представляет собой взаимодействие ионных соединений, кото рый рассматривается в гл. 10. [c.80] Упражнение 3-7. Используя таблицу энергий связей, вычислите АН приведенных ниже (реакций, происходящих в газовой фазе при 25°. [c.80] Следовательно, необходимо избегать использования энергий связей, приведенных в табл. 3-5, как меры ДЯ для диссоциации только одной связи в многоатомной молекуле. В последнем случае следует оперировать величинами, носящими название энергий диссоциации связей, некоторые из которых приведены в табл. 3-7 и рассматриваются более полно в разд. 3-7. Различие экспериментальных методов, используемых для определения энергий связей и энергий диссоциации связей, иллюстрируется упражнением 3-11. [c.81] Приведенные значения не следует путать с данными табл. 3-5 в то время как энергии связей, помещенные в этой таблице, относятся к 0°К, в табл. 3-5 они даны для 25°С. Для грубой оценки энергий диссоциации связей при 25°С нужно прибавить 1 ккал к значению, вычисленному для ОоК. Более точные значения энергий диссоциации связей см. в работе Knox В. E., Palmer H. В., hem. Rev., 61, 247 (1961). [c.81] Упражнение 3-11. Метан медленно реагирует с атомарным бромом из величины темпера-турпого коэффициента скорости бромирования метана было получено значение ДЯ приведенной ниже реакции, составляющее 13 ккал. [c.82] Вернуться к основной статье