ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Термохимия и элементарные основы химической термодинамики Термохимические вычисления из "Сборник задач и упражнений по химии Изд.3" Термохимией называется раздел химии, занимающийся изучением тепловых эффектов химических реакций. [c.72] Тепловые эффекты химических процессов вызываются тем, что протекание реакции сопровождается разрывом одних химических связей и возникновением других. Разность энергий образующихся связей и тех, которые претерпели разрыв, и проявляется в виде результирующего теплового эффекта химического процесса. [c.72] Химические реакции, сопровождающиеся выделением тепла, называются экзотермическими, а идущие с поглощением тепла — эндотермическими. [c.72] Уравнения химических реакций в сочетании с указанием их тепловых эффектов называются термохимическими уравнениями. Тепловые эффекты выражаются в килокалориях (ккал) или килоджоулях (кДж). [c.72] В ходе экзотермической реакции выделяемое тепло теряется системой. Так, при сгорании 12 г графита теплосодержание системы уменьшается на 393,5 кДж (94,05 ккал), поэтому потерянное ею тепло пишется в термохимическом уравнении со знаком минус . В случае эндотермической реакции теплосодержание системы увеличивается и погло- щенное ею тепло пишется со знаком плюс . Таким образом, тепловой эффект показывает изменение теплосодержания, иначе называемого энтальпией, исходных веществ и продуктов реакции. Обычно тепловой эффект реакции относят к 1 молю израсходованного или конечного продукта реакции. [c.72] Процессы, протекающие при постоянном давлении, называются изобарными в отличие от изохорных процессов, протекающих в замкнутых системах, т. е. при постоянном объеме и переменном давлении. [c.73] Тепловой эффект реакции зависит от агрегатного состояния веществ, которое указывается в уравнении в скобках рядом с соответствующими символами или формулами — твердое (т), кристаллическое (к), растворенное (р), жидкое (ж) или газообразное (г). [c.73] ПерЬое уравнение соответствует образованию одного моля воды в виде пара, а второе — одного моля жидкой воды. [c.73] Разложение экзотермического соединения сопровождается поглощением тепла, а эндотермического — выделением тепла. [c.73] При образовании химического соединения поглощается или выделяется такое количество тепла, какое выделяется или поглощается при его разложении на первоначальные составные части. [c.73] Этот закон представляет собой частный случай более общего закона сохранения массы к энергии, впервые сформулированного М. В. Ломоносовым. [c.73] К химическим процессам можно отнести также процессы, перечисленные ниже. [c.74] Тепловые эффектькэтих процессов характеризуют энергию ионизации атомов натрия и сродства к электрону атомов хлора (стр. 59). [c.74] Очевидно, что если известны общий тепловой эффект реакции и тепловой эффект одной из двух ее промежуточных стадий, можно на основании закона Гесса вычислить тепловой эффект другой промежуточной стадии, который почему-либо не может быть измерен опытным путем. Рассмотрим это на приведенном выше примере. Можно опытным путем найти теплоту образования СОа = —393,5 кДж) точно так же можно путем непосредственных измерений найти тепловой эффект реакции окисления одного моля СО в СОа ( 2 —283,0 кДж). Разность этих двух величин представляет собой теплоту обрэзования СО. Последняя не может быть найдена опытным путем, так как при сжигании графита в калориметрической бомбе образуется двуокись углерода образование же окиси углерода происходит только при высоких температурах и при наличии в системе избытка углерода или недостатка кислорода. [c.75] Здесь ЛЯ1° —количество тепла, затрачиваемое на распределение частиц растворяемого вещества (молекул, атомов или ионов) среди молекул растворителя. Для твердого вещества, растворяющегося в жидкости, ts.H соответствует энергии, необходимой для разрушения кристаллической решетки твердого вещества и для разрыва связей между молекулами растворителя. При растворении жидкости в жидкости или газа в жидкости ДЯ значительно меньше, особенно в последнем случае, поскольку при этом происходит концентрация молекул растворяемого газа до объема, равного объему раствора. Второе слагаемое АЯ, представляет собой тепловой эффект сольватации, т. е. количество тепла, которое выделяется при взаимодействии частиц растворенного вещества с молекулами растворителя и образовании новых связей между ними. Знак ДЯ° зависит от того, какое из этих слагаемых преобладает. [c.76] Рассмотрим несколько примеров использования закона Гесса. [c.77] Н + Р = НР ДЯ о =—565,5 кДж/моль откуда АЯ вязи = кДж/моль. [c.78] В технике для характеристики тепловых качеств отдельных видов топлива обычно приводят их теплотворную способность. [c.78] Теплотворной способностью топлива называется тепловой эффект, который соответствует сгоранию единицы массы (1 кг) для твердых и жидких видов топлива или единицы объема (1 м ) для газообразного топлива. Он определяется методами калориметрии опытным путем, но может быть вычислен исходя из состава топлива и тепловых эффектов сгорания его отдельных составных частей. [c.78] Пример 3. Исходя из теплот сгорания метана (ДЯ ,др = = —890 кДж/моль) и водорода (ДЯ гор = —286 кДж/моль) вычислить теплотворную способность газа, содержащего 60% На и 40% СН4. [c.78] Вернуться к основной статье