Определение теплот сгорания. Энергии связей

Определение теплоты сгорания. Определение теплоты сгорания органических веществ, производимое при помощи особых калориметрических установок в калориметрических бомбах, дает возможность вычислить энергию (теплоту) образования данных соединений, а отсюда и энергию отдельных химических связей. [c.41]

Как было показано в 4.1, органическая часть топлива представляет собой сложное химическое соединение, следовательно, входящие в него химические элементы не могут иметь такие же удельные теплоты сгорания, какие свойственны им, когда они находятся в форме простых веществ (твердый углерод, газообразный водород и т.п.). Значения QQ, и другие подбирают опытным путем так, чтобы они учитывали энергию химических связей в молекулах топлива. Предложено несколько вариантов решения этой задачи наиболее удачный (по точности) вариант принадлежит Д.И. Менделееву. После многочисленных опытов по определению теплоты сгорания различных органических веществ, включая многие виды твердого и жидкого топлива, он установил следующие средние значения теплоты сгорания Q химических элементов, ккал/кг (значения даются в тех единицах, какими пользовался Д.И. Менделеев) С 8100 8 2600 [c.202]

Определение теплот сгорания. Энергии связей [c.92]

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]

Сходным образом теплота сгорания циклогексатриена Кекуле (до жидкой воды), вычисленная из средних энергий связи, составляет 827 ккал моль, тогда как экспериментально определенная теплота сгорания равна 789 ккал моль, что на 38 ккал/моль меньше вычисленной для циклогексатриена. Эти 38 ккал можно назвать энергией стабилизации бензола. Их часто называют также анергией резонанса, но этот термин будет использоваться для той части стабилизации, которая является следствием делокализации электронов (см. разд. 9-7). [c.211]

Рассчитанные теплоты образования ароматических углеводородов с использованием скорректированных энергий подтипов связей (Сар—С,) приведены в табл. 10. Сравнение расчетных и экспериментальных данных указывает на вполне удовлетворительное их совпадение с учетом пределов точности экспериментального определения. Последнее дает основание использовать установленные энергии связей для расчета теплот образования и теплот сгорания алкилбензолов, для которых эти величины экспериментально не определены, а также для определения энергии связи. Это подтверждает следующий пример определения энергии связи (С р-F) для фторбензола АЯо=—26,48 ккал и 1,3-дифторбензола ЛЯо=—71,37 ккал [25]. В расчете принято постоянство энергии [c.24]

Определение теплоты сгорания. Определение теплоты сгорания органических веществ, производимое при помощи особых калориметрических установок в калориметрических бомбах, дает возможность вычислить энергию (теплоту) образования данных соединений, а отсюда и энергию отдельных химических связей. В этих расчетах принимается, что теплота образования данного соединения ( обр) — это разность между теплотой сгорания С и Н до СОа и НгО и теплотой сгорания самого соединения ( соед) [c.49]

Значение определения теплоты сгорания при изучении строения веществ весьма велико. Вычислив энергию образования вещества из экспериментальных данных определения теплоты сгорания и сравнив это число с величиной, найденной путем сложения энергии связей по формуле, предложенной для данного вещества, можно проверить, правильна ли формула. Существенное несовпадение экспериментальных данных с вычисленными говорит об особенностях строения, не учтенных предлагаемой формулой. Как будет показано, сопоставление величин энергии одинарной и кратных связей (двойных и тройных с=с/ —С = С—) привело (наряду с другими фактами) к важ- [c.50]

Так, например, на основании экспериментально определенной теплоты сгорания бензола 789,2 ккал/моль энергия образования его, рассчитанная по формуле (стр. 71), равна 1040,85 ккал/моль. Энергия образования, вычисленная по таблице энергий связей для формулы Кекуле, равна 1005,2 ккал/.иоль. Такое большое различие между найденным экспериментально значением энергии образования [c.102]

Определение теплот сгорания . Измерение теплот сгорания, проводимое калориметрическим путем, дает возможность определить энергию образования органических соединений. Метод наиболее широко применяется для исследования углеводородов. Так, например, зная теплоту сгорания углеводорода С.(Нз +.з, значения теплот сгорания п атомов углерода (реакция С + О2— -СОг), п + I молекул Нг (реакция Нг + /гОг—>Н2О) и количество энергии, необходимой для получения свободных атомов углерода и водорода (теплота сублимации алмаза и энергия диссоциации молекулы водорода), можно вычислить теплоту образования молекулы углеводорода из свободных атомов углерода и водорода. Определив эту величину для нескольких предельных углеводородов (по крайней мере для двух), можно вычислить энергию связей С—С и С—Н, считая, что ее значение не изменяется при переходе от одного углеводорода к другому. Если вычислить энергию образования какого-либо другого углеводорода как сумму найденных ранее величин энергии связей С—С и С—Н, а затем определить эту энергию экспериментальным путем, — получается хорошее совпадение обоих результатов. [c.88]

За последние десятилетия для выяснения строения органических веществ, наряду с химическими методами, все большее применение получают некоторые физические методы. Уже давно химики пользовались калориметрическим методом для определения теплоты сгорания органических веществ. Это давало возможность вычислить не только энергию образования данного соединения в ккал на моль вещества, но рассчитать и энергию образования отдельных связей в его молекуле, что может характеризовать реакционную способность различных функциональных групп в молекуле органического вещества. [c.38]

В органической химии определение теплот сгорания (А//Э и в настоящее время является важнейшей экспериментальной основой получения данных о теплотах образования из простых веществ (АН,) и других параметров реакций образования (аС и lgД f). Эти величины связаны между собой простыми и вполне строгими соотношениями. В органической химии все более широко используются также теплоты атомизации (ДЯа), в частности для суждения об энергии связей. Соотношения между ними и параметрами реакций образования из простых веществ следует рассмотреть здесь в общем виде. [c.211]

На основании определений теплот сгорания триметилфосфина , триэтилфосфина и трифенилфосфина оказалось возможным оценить энергию диссоциации связей Р—С (фенил) в 70—75 ккал/моль, что несколько превышает энергию диссоциации связей Р—С (алкил), оцененную приблизительно в 66 ккал/моль. Этот факт был объяснен возможностью взаимодействия 3 /-орбиталей атома фосфора с л-орбиталями бензольного кольца, [c.122]

Разность энергий ароматического и со-ответствующего ему циклического соединения с фиксированными двойными связями носит название эмпирической энергии резонанса (ЭР). Ее находят сравнением теплоты сгорания илн теплоты гидрирования ароматического соединения, определяемых экспериментально, с соответствующей величиной для модельного соединения, которая вычисляется по аддитивной схеме как сумма вкладов отдельных связей. Для бензола, модельным соединением для которого служит 1,3,5-циклогекса-триен, эмпирическая ЭР составляет около 1,56 эВ, значения для некоторых других соединений, определенные из теплот сгорания, приведены в табл. 1.1. Экспериментальное определение теплот сгорания выполняется в среднем с ошибкой около 0,02 эВ и уступает по точности определению теплот гидрирования, но зато является более универсальным, так как исчерпывающее гидрирование для многих соединений неосуществимо. Основной источник ошибок при определении эмпирической ЭР заключается не в несовершенстве методов термохимического эксперимента, а в сложности учета всех факторов при вычислении энергий атомизации или гидрирования модельного соединения. Так, в зависимости от использования при расчете теплот сгорания усредненных вкладов связей или вкладов связей с учетом влияния окружения эмпирическая ЭР для нафталина колеблется от 2,90 до 2,64 эВ, а для антрацена от 4,29 до 3,73 эВ [16]. [c.19]

Если попытаться применить энергии связей, определенные для алканов и алкенов, к бензоидным системам, то окажется, что в этом случае аддитивность отсутствует теплоты образования, рассчитанные на основе эмпирических энергий связи, значительно отличаются от определенных экспериментально. Так, теплота образования газообразного бензола, полученная из теплоты сгорания бензола и теплот образования продуктов сгорания — диоксида углерода и воды, составляет 4343 кДж/моль, а рассчитанная теплота образования с использованием эмпирических энергий для шести С—Н-, трех С—С- и трех С = С-связей равна 4180 кДж/моль. Таким образом, бензол на 163 кДж/моль более устойчив, чем предсказано аддитивной схемой. Разность между рассчитанной и наблюдаемой теплотами образования называют резонансной энергией бензола. Рассчитанная теплота образования относится к циклогексатриену — неизвестной молекуле с чередующимися двойными и ординарными связями величина 163 кДж/моль, как полагают, представляет собой величину стабилизации бензола с шестью эквивалентными С—С-связями по сравнению со структурой с чередующимися двойными и ординарными связями [20]. [c.290]

Энергия образования связей, которая обычно находится на основании определения теплот сгорания, может быть в простых случаях определена и спектроскопически, что особенно важно в случае радикалов, для которых метод определения теплоты сгорания неприменим. [c.43]

Определение теплоты сгорания. Метод является одним из наиболее давно применяемых в органической химии. Определение теплоты сгорания органических веществ, производимое при номощи особых калориметрических установок в калориметрических бомбах (рис. 14), дает возможность вычислить энергию (теплоту) образования данных соединений, а отсюда и энергию отдельных химических связей. [c.39]

Теплота образования того или иного соединения равна сумме энергий связей в данном соединении. Проведен расчет по энергиям связи атомарных теплот образования большого числа алканов, алкенов, алкинов и алкилбензолов. Он показал, что по установленным энергиям связей с ошибкой, не превышающей точность экспериментального определения, можно рассчитать теплоты образования, а следовательно, и сгорания указанных соединений. Исключение составляют изоалканы, имеющие группировку (С4—Сз—С4). Найдена поправка к этому типу соединений. [c.32]

Иногда при вычислениях теплот образования,. теплот сгорания и теплот химических реакций используют величины теплот диссоциации (энергии связи атомов, входящих в состав молекулы данного химического соединения). Установлеро, -что каждая определенная химическая связь между атомами имеет более или менее постоянную величину энергии, независимо от того, в какое химическое соединение эти атомы входят. Атомные связи обладают приближенным свойством аддитивности, т. е. энергия образования молекулы из свободных атомов в газообразном состоянии приблизительно равна сумме энергии связи отдельных ее частиц. [c.72]

При отсутствии сведений о теплотах образования или сгорания (разложения) можно вычислить теплоту образования при 298 К по энергии связей [92 ]. Согласно этому методу вычисляют затраты на разрыв химических связей между элементами структуры всех простых исходных веществ в принятых при 298 К агрегатно-структурных состояниях рассчитывают теплоту сублимации или возгонки твердых и жидких исходных простых веществ в виде одноатомных газов определяют энергию (теплоту) всех связей между элементами в структурной формуле рассматриваемого вещества рассчитывают теплоту фазового перехода вещества из газа в твердое или жидкое состояние. Расчетная формула для определения теплоты образования вещества [c.34]

Например, для определения теплоты образования циклогексана с помощью сжигания в калориметре необходимо определить разность между теплотой сгорания циклогексана и теплотой сгорания шести атомов углерода и шести молекул водорода. Это значит, что для определения теплоты образования (—123 кДж/моль) необходимо определить теплоту реакции (—3920 кДж/моль). Для того чтобы ошибка определения теплоты образования составила 1 кДж/моль или около 1%, теплота сгорания должна быть определена с точностью 1 кДж/моль или около 0,026%. Проблема становится все более острой по мере возрастания молекулярной массы углеводорода для определения АЯ с точностью 1% для алкана С20Н42 необходимо определить теплоту сгорания с точностью до 0,007%. Особую важность приобретают такие факторы, как чистота образца. Так, при сжигании алкана с примесью 0,01% воды точность определения теплоты сгорания составляет 1,5 кДж/моль. Для получения надежных результатов важно правильно установить тип реакции сгорания путем тщательного анализа исходных состояний и продуктов. Еще одна проблема возникает в связи с жидким или твердым состоянием углеводородов. Если соединение является жидким или твердым при 25 С, стандартная теплота образования АЯ° (которую относят к 298,15 К) включает энергию межмолекулярного взаимодействия конденсированного состояния (которая не имеет отношения к обсуждению энергии связи) или соотношения структура — энергия. Для такого обсуждения необходимо знать теплоту образования соединения в гипотетическом состоянии идеального газа. Эту величину можно получить из экспериментального значения АЯ , введя поправку на теплоту испарения (сублимации) до состояния идеального газа при 25 °С. Энергия межмолекулярного взаимодействия может значительно изменяться даже в ряду близко родственных соединений, что маскирует истинную величину термохимической устойчивости. [c.97]

Из определения теплот реакции можно вычислить величины энергий отдельных связей, которые иногда могут быть использованы при обсуждении вопроса о строении молекул. Пример такого использования приведен при рассмотрении структуры бензола на стр. 126. Большая часть термохимических данных получается из теплот сгорания. Их находят сжиганием навески образца соединения в кислородной бомбе, погруженной в калориметр. Подъем температуры измеряют обычно с помощью платинового термометра сопротивления и сравнивают с величиной, полученной при сжигании в возможно более [c.369]

Свойства. Термохимические исследования полидиметилсилоксанов были проведены Томпсоном [249]. На основе определенной автором теплоты сгорания низших членов гомологического ряда формулы (СНз) [81(СНз)20] -5[(СНз)з были вычислены теплоты образования изученных соединений и энергии связи 51—С и 51—О, оказавшиеся равными соответственно 64 и 117 ккал. [c.267]

Бутадиен-1,3 3,5 ккал пентадиен-1,3 6,5 ккал пентадиен-1,4—0,2 ккал циклогексадиен-1,3 1,8 ккал и стирол 38,6 ккал. Значения энергии стабилизации, определенные из теплот сгорания, обычно менее надежны, чем те же данные, полученные из теплот гидрирования. Причина этого состоит в том, что они вычисляются по разности между двумя очень большими значениями, и, кроме того, рассчитанную теплоту сгорания находят из набора значений энергий связи, в какой-то степени условного. [c.690]

Вторьом методом проверки гипотезы о постоянстве энергий связи может служить определение теплоты сгорания алмаза [c.186]

Теплоту сгорания, определенную при сжигании ациклического алкана, можно распределить между различными связями и определить среднее значение для каждого типа связи. Так, сжигание метана позволяет определить среднее значение энергии углерод-водородной связи, а сжигание этана, с учетом данных, полученных для лгетана, — энергию углерод-углеродной связи. Если использовать эти эмпирические данные по энергиям связей для других алканов, то обнаруживается, что можно с достаточной степенью точности оценить теплоты образования, суммируя эмпирические энергии индивидуальных связей. Аналогичным путем можно придать средние энергии кратным связям и опять-таки убедиться, что эти энергии аддитивны и, используя их, можно получить точные значения теплот образования для других соединений, содержащих кратные связи [20]. [c.290]

Теплото образования и энергии связей — очень важные молекулярные константы, имеющие большое значение в термохимии, химической термодинамике и кинетике химических реакций. Обычно используются стандартные теплоты образования органических соединений из простых веществ АЯо, т. е. веществ в том виде, в каком они существуют в природе (например, твердый углерод и молекулярный водород), и атомарные теплоты образования соединений из свободных атомов в основном состоянии Теплоты образования в большинстве случаев определяются, исходя из теплот сгорания органических соединений. Для определения теплот образования необходимы и другие величины. Изменение теплосодержания при основных процессах, ккал [c.3]

Тепло, выделяющееся или поглощающееся при образования соединения из элементов в результате различных химических реакций, называется энтальпией (теплотой) образования и обозначается символом AIIf. Данные по теплотам образования необходимы при проектировании новых и совершенствовании уже действующих химических производств, а также для оценки теплотворной способности различных видов ракетных топлив и топлив для двигателей внутг реннего сгорания. В современной химической технологии точные значения энтальпии образования важны для решения вопроса о возможности самопроизвольного протекания той или иной реакции в заданных условиях и определения численных значений констант равновесия. Знание энтальпий образования важно для решения ряда теоретических проблем, связанных с определением энергии связи, резонансной энергии и природы химической связи. Поэтому не удивительно, что в этом столетии определению теплот образования химических соединений уделялось значительное внимание . [c.77]

Для большинства ароматических амино-и оксипроизводных такая таутомеризация не имеет места вследствие энергетической выгодности ароматической системы связей, которая практически полностью утрачивается при подобном таутомерном превращении. Для анилина энергия стабилизации, определенная из теплот сгорания, составляет 41 ккал/моль (1. разд. 9-7), и можно ожидать, что для его таутомера 2,4щиклогексадиенамйна энергия стабилизации (ЭС) будет равна всего 5 ккал/моль. Таким образом, АЯ таутомеризации дает проигрыш (41—16—5)=20 ккал/моль. [c.261]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология