Тепловой эффект химической реакции. Энтальпия

В середине прошлого века М. Бертло на основании большого числа определений тепловых эффектов химических реакций выдвинул принцип, согласно которому химическое сродство определяется количеством тепла, выделяющегося при реакции. Из принципа Бертло следует, что самопроизвольно могут протекать только экзотермические реакции. Легко видеть, что этот принцип неправилен хотя бы потому, что существуют самопроизвольные процессы, протекающие с поглощением тепла, например растворение многих солей в воде. Казалось бы, принцип Бертло оправдывается для реакций образования многих соединений из элементов, которые происходят с выделением тепла и идут практически до конца. Однако в действительности это справедливо лишь при относительно низких температурах. При достаточно высоких температурах эти же реакции самопроизвольно протекают в обратном направлении, т. е. происходит диссоциация соединений, сопровождающаяся поглощением тепла. Мы уже видели, что полнота завершения реакций зависит от температуры и концентраций. По существу принцип Бертло находится в противоречии с самим фактом существования химического равновесия. Это обусловлено тем, что М. Бертло основывался лишь на величинах ДЯ, т. е. на представлениях первого закона термодинамики, который, как отмечалось, дает лишь балансы тепловых явлений. Поэтому величина изменения энтальпии при реакции ДЯ не может служить мерой химического сродства. Такой мерой является величина ДО, определяемая уравнением [c.53]

Экзотермическая реакция - термическая реакция, в ходе которой вьщеляется тепло. Для экзотермической реакции численное значение теплового эффекта химической реакции (разница между суммой энтальпий продуктов реакции и суммой энтальпий реагентов) отрицательно [c.146]

Если теплообмен протекает при изменении агрегатного состояния теплоносителя (конденсация пара, испарение жидкости и др.) или в процессе теплообмена протекают химические реакции, сопровождаемые тепловыми эффектами, то в тепловом балансе должно быть учтено тепло, выделяющееся при физическом или химическом превращении. Так, прн конденсации насыщенного пара, являющегося греющим агентом, величина /1 в уравнении (VII,1) представляет собой энтальпию поступающего в аппарат пара, а — энтальпию удаляемого парового конденсата. [c.262]

Абсолютные значения внутренней энергии и энтальпии нам неизвестны, но их конечные изменения Д / и АН могут быть измерены в калориметрах или вычислены. Такие изменения происходят не только при нагревании или охлаждении системы или при ее расширении или сжатии,но и при любой химической реакции. Они соответственно отвечают Д6/—изохорному тепловому эффекту реакции, а АЯ—изобарному тепловому эффекту реакции. При экзотермических (выделение тепла) реакциях и и Н системы уменьшаются, при эндотермических (поглощение тепла)— увеличиваются. Так как большинство химических процессов протекает при постоянном давлении, то в дальнейшем мы будем рассматривать только изобарные тепловые эффекты АЯ. [c.28]

Тепло, выделяющееся или поглощающееся при химических реакциях, называется тепловым эффектом, или просто теплотой реакции. Эту величину с большой точностью измеряют с помощью приборов, называемых калориметрами. В наиболее простом калориметре реакцию проводят в замкнутом сосуде, погруженном в воду, повышение или понижение температуры которой регистрируется чувствительным термометром. Например, теплоту горения определяют с помощью стальной бомбы, в которой находится кислород под давлением 25 ат и сжигаемое вещество. Горение вызывается пропусканием слабого электрического тока, нагревающего это вещество. М. В. Ломоносов определил теплоту горения угля, помещая в воду глиняный горшок с углем, продуваемым воздухом, и измеряя повышение температуры воды. Большинство реакций происходит при постоянном (атмосферном) давлении. Согласно уравнению (П-6) ( р=АЯ, т. е. тепловой эффект равен изменению энтальпии. Если при реакции тепло выделяется, то энергия, или энтальпия всех участвующих в ней веществ уменьшается и, следовательно, величина АЯ отрицательна. Реакции, происходящие с выделением тепла, называются экзотермическими (—АЯ), а с поглощением — эндотермическими (+АЯ). [c.35]

Температура потоков в элементах ХТС изменяется за счет внутренних источников (Сист). один из которых - химические превращения. Теплота реакции др равна изменению энтальпии вследствие изменения химического состава реакционной среды (9р = //вых - //вх) и приведена в справочниках. Если эта теплота пошла на нагрев реакционной среды, то, казалось бы, легко рассчитать ее нагрев из условия др = Онагр и уравнения (3.33). Но поскольку Н зависит от температуры, то и тепловой эффект зависит от Т, и такие данные приведены в справочниках. При какой температуре следует брать Ср Ведь Т сложным образом меняется в процессе. Зависимость 9р(Т ) есть изменение АН как в зависимости от химического состава, так и от температуры. Если учесть изменение др Т) в процессе, а затем использовать его в расчете разогрева по уравнению (3.33), это приведет к вторичному его учету. Избежать этого можно, если использовать правило эффект не зависит от пути . Воспользуемся следующей схемой процесса (рис. 3.11). Кривая линия изображает путь процесса, в котором протекает химическое превращение и меняется температура от Т до Тг. Проведем процесс по другому, гипотетическому пути в три этапа охладим исходную смесь до температуры Т, забрав у нее теплоту д -Т У, проведем при этой температуре реакцию, теплота которой 9р(Т ) нагреем образовавшуюся смесь теплом дг = д + др. Результат должен быть такой же - конечная температура будет равна Т2 и д2 = Ср2(Т2 -Т ). Интегральные теплоемкости исходной Ср и конечной Ср2 смесей в общем случае различны. [c.204]

S моль вещества S при условии, что система характеризуется одинаковыми температурой и давлением в начале процесса и после завершения реакции. При этом надо помнить, что тепловой эффект химической реакции для р = onst равен убыли тепла реакции (энтальпии химической системы) [c.206]