Термохимические эффекты при растворении

С помощью термохимических расчетов можно определить энергию химических связей, энергию кристаллической решетки, энергию межмолекулярного взаимодействия, энтальпию растворения и сольватации (гидратации), энергетические эффекты фазовых превращений и т. д. [c.164]

При термохимических расчетах реакций, протекающих в растворах, надо учитывать тепловой эффект процесса растворения химического соединения в данном растворителе. [c.93]

Изменение энергии при химических реакциях. Закон сохранения энергии. Эквивалентность различных форм энергии. Химическая энергия и тепловая энергия. Экзо- и эндотермические реакции. Тепловой эффект реакций и термохимические уравнения. Правило Лавуазье-Лапласа и закон Гесса. Тепловой эффект растворения н гидратации. [c.59]

Основным источником накопления термохимических данных служат прямые измерения теплот реакций и теплот растворения. Измерение теплот реакций возможно при соблюдении двух условий 1) когда в калориметре протекает только одна реакция и 2) реакция протекает до конца достаточно быстро, так что теплота за время ее измерения не успевает рассеиваться в окружающую среду. Если эти условия не обеспечены, прибегают к косвенному определению теплового эффекта, комбинируя известные теплоты других реакций на основе закона Гесса (см. 3 этой главы). Наиболее часто в таких расчетах используют теплоты образования веществ и ионов, теплоты сгорания и теплоты растворения. [c.80]

Адсорбционные и термохимические эффекты, происходящие при внесении высокодисперсных кристаллов в их насыщенный раствор, дают возможность объяснить и огромную разницу в скоростях достижения максимума растворимости и ее спада (см. рис. 2). Действительно, скорость процессов адсорбции и смачивания несоизмеримо выше скорости растворения и роста кристаллов. Поэтому, если учесть, что при внесении высокодисперсных кристаллов в насыщенный раствор происходит не только растворение мелких кристаллов за счет их повышенной растворимости, но и адсорбция растворителя и смачивание поверхности кристаллов, также влияющих на повышение концентрации раствора, то быстрое (практически мгновенное) достижение раствором максимума концентрации становится очевидным. Спад же концентрации раствора от максимума до нормального состояния происходит только вследствие медленного (по сравнению с адсорбцией) процесса роста кристаллов, и поэтому он идет очень долго (до нескольких суток, а иногда и месяцев). [c.35]

Закон Гесса широко применяется при различных термохимических расчетах он дает возможность вычислить тепловые эффекты процессов, для которых экспериментальные данные отсутствуют, а во многих случаях — и для таких, для которых они не могут быть измерены в нужных условиях, или когда процессы еще не осуществлялись. Это относится как к химическим реакциям, так и к процессам растворения, испарения, кристаллизации, адсорбции и др. Однако, применяя данный закон, следует строго соблюдать условия, лежащие в его основе. [c.192]

Другими словами, при взаимодействии металла с многокомпонентным шлаком нужно учитывать не только переменную активность сульфида марганца, но и термохимические эффекты, связанные с его растворением. [c.506]

Термохимией называется раздел химической термодинамики, в котором рассматривается применение первого начала (закон Гесса) для вычисления тепловых эффектов различных физико-химических процессов химических реакций, фазовых переходов, процессов кристаллизации, растворения и др. Для практики наибольший интерес имеют термохимические расчеты теплового эффекта химической реакции. [c.90]

Уравнения химических реакций, в которых указаны их тепловые эффекты, называются термохимическими уравнениями. Поскольку от агрегатных состояний веществ зависит состояние системы в целом, в термохимических уравнениях при помощи буквенных индексов (к), (ж), (р) или (г) обозначаются агрегатные состояния веществ (твердое кристаллическое, жидкое, растворенное и газообразное). Также указывается аллотропная модификация вещества, если существуют несколько таких модификаций. Если агрегатное состояние вещества или его модификация при заданных условиях очевидны, буквенные индексы могут опускаться. Так, например, при атмосферном давлении и комнатной температуре водород и кислород газообразны (это очевидно), а образующийся при их взаимодействии продукт реакции НгО может быть жидким и газообразным (водяной пар). Поэтому в термохимическом уравнении реакции должно быть указано агрегатное состояние НгО [c.98]

Методом калориметрии получены термохимические характеристики растворения фенилаланина в воде. Показано, что процесс растворения в выбранном диапазоне концентраций эндотермичен. Установлено, что с ростом концентрации ароматической аминокислоты уменьшается эндотермич-ность процесса. Сделан вывод о преобладающей роли гидрофобного эффекта при растворении фенилаланина. [c.97]

В термохимических расчетах используют термохимические уравнения. В них указывают тепловой эффект реакции, а также фазовое состояние и полиморфную модификацию реагирующих и образующихся веществ г — газовое, ж — жидкое, к — кристаллическое, т — твердое, р — растворенное и др. Термохимическое уравнение горения ромбической серы в стандартных условиях имеет вид [c.114]

С помощью термохимических расчетов можно определить энергию химических связей, энергии кристаллических решеток, теплоты растворения и гидратации, тепловые эффекты фазовых превращений и т. д. [c.199]

Тепловой эффект реакции зависит от агрегатного состояния веществ, которое указывается в термохимическом уравнении в скобках рядом с соответствующими символами в виде индексов — твердое (т), кристаллическое (к), растворенное (р) или газообразное (г). [c.70]

Химические уравнения, в которых указан тепловой э(М)ект реакции при постоянных давлении и температуре (ДЯ процесса), называются термохимическими. Тепловой эффект ДЯ считают положительным для эндотермических процессов и отрицательным для экзотермических (рис. 2.1). Значение ДЯ реакции (в кДж) записывают после уравнения реакции (через точку с запятой), при этом значение ДЯ относят к числу молей веществ, участвующих в реакции, которое указывают стехиометрическими коэффициентами, они бывают не равны 1 и дробными (поэтому слово моль в единицах энтальпии кДж/моль опускают). Кроме того, в термохимических уравнениях отмечают состояние веществ (к) - кристаллическое, (ж) - жидкое, (г) - газообразное, (р) - растворенное (считают, что раствор по свойствам не отличается от предельно разбавленного, если это не так, то указывают концентрацию растворенного вещества). Если специально не оговорено, то энтальпия реакции приводится для стандартной температуры 25 С (298,15 К) и стандартного давления 101 кПа (1 атм), т. е. указывается стандартная энтальпия ДЯ. В термохимических уравнениях между системами реагентов и продуктов реакции ставят знак равенства (а не стрелку). [c.174]

В термохимических уравнениях указывается не только тепловой эффект реакции, но и агрегатное состояние участвующих веществ г — газовое, ж — жидкое, К/—кристаллическое, т — твердое, р — растворенное и др. Например [c.202]

Так как тепловой эффект реакции зависит от температуры и давления, то условились его относить к давлению р = 101 325 Па, или —100 кПа, и температуре 298 К, или, точнее, 298,15 К (25 С). В термохимических уравнениях указывается состояние реагирующих веществ кристаллическое (к), жидкое (ж), газообразное (г), растворенное (р) и др. Тепловой эффект принято обозначать через Д Н (читается дельта аш), выражать в килоджоулях (кДж) и относить к 1 моль вещества (обычно продукта реакции). Знаки тепловых эффектов считаются положительными у эндотермических процессов (теплота поглощается, АЯ>0) и отрицательными у экзотермических процессов (теплота выделяется Л// < 0). [c.62]

Термохимическими расчетами можно определять энергию химических связей, кристаллических решеток, тепловые эффекты фазовых превращений, теплоты растворения и гидратации и т. д. [c.131]

О сольватации ионов в том смысле, в каком этот термин понимается сейчас, впервые говорил И. А. Каблуков в 1881 г. Ланге и Мищенко, разрабатывая термодинамику ионной сольватации, провели строгое разграничение между так называемыми химическими и реальными энергетическими эффектами сольватации. При термохимических расчетах, основанных на использовании энергии решеток и теплот растворения, получаются химические теплоты и энергии Гиббса сольватации, которые непосредственно отражают взаимодействие иона с растворителем. [c.226]

Определенную ясность в решение этих вопросов способны внести исследования энтальпийных характеристик гидратации мочевины. К настоящему времени насчитывается около двух десятков работ, посвященных термохимическому изучению рассматриваемой системы. Наиболее достоверные результаты из них представлены в табл. 3.5. Как видно из данных этой таблицы, растворение мочевины в воде является эндотермическим процессом. То есть, энергетические затраты, обусловленные разрушением кристаллической решетки неэлектролита и созданием структурной ("сольватной") полости в растворителе, не компенсируются эффектом образования Н-связей мочевина-вода. Это дает основание полагать, что последние в целом являются [c.125]

В принципе определением тепловых эффектов химических процессов занимается раздел физической химии, -который называется термохимией. Термохимия позволяет решать целый ряд экспериментальных и теоретических проблем. Из термохимических данных могут быть найдены величины энергий разрыва и образования химических связей теплоты смачивания, растворения, смешения, адсорбции и т. д. [c.174]

Трудность измерения теплового эффекта при гелеобразовании желатины связана с небольшой его величиной, для определения которой были необходимы чувствительные приборы и методы. В работах ряда авторов [107—111] для определенпя теплового эффекта гелеобразования применялись дифференциальные термопары с визуальным отсчетом и с применением фотозаписи при помощи саморегистрирующего пирометра Курнакова. Эти методы и приборы оказались недостаточно точными и чувствительными для измерения тепловых эффектов при гелеобразовании, и поэтому дальнейшие термохимические исследования гелей желатины велись по измерению теплот набухания и растворения, а также по измерению теплоемкости гелей с использованием чувствительных калориметров. Эти исследования и выявили, что теплоты растворения и набухания гелей желатины зависят от температуры, тогда как для термолизованной желатины эта зависимость не наблюдалась. Теплота плавления геля, полученная из температурной зависимости величины предельного набухания, равна 3,75 кал г белка [61], однако калориметрические исследования теплот растворения студня желатины в 8 М растя,ipe мочевины дали теплоту плавления 9 кал г [110]. [c.72]

Для определения истинного изменения температуры используют графический метод. Весь калориметрический процесс делят на три периода 1) предварительный период 5 мин 2) главный период, соответствующий протеканию термохимического опыта (растворению соли или реакции нейтрализации) 3) заключительный период— 5 мин. Помещивая воду в калориметре, наблюдают каждые 0,5 мин за температурой, которая изменяется в результате обмена с окружающей средой. Когда установится равномерный ход температуры, т. е. когда изменения температуры каждые 0,5 мин станут одинаковыми, начинают записывать температуру через каждые 0,5 мин с точностью до 0,005° (предварительный период). Производят 10 отсчетов. На одиннадцатом отсчете начинают растворение соли или другую реакцию для измерения теплового эффекта, не выключая секундомера п не прерывая записи температуры. Размешивают раствор и продолжают запись температуры (главный период). Если температура изменяется очень быстро, отсчет можно делать с точностью до О, Г. По окончании главного периода, когда ход температуры снова станет равномерным (заключительный период), делают еще 10 отсчетов и опыт заканчивают. Если отсчет очередного показания термометра во время опыта не был произведен, то следует подчеркнуть пропущенный отсчет и записать следующий на свое место, под своим порядковым номером. Иначе это сокра- [c.38]

Известно, что теплота растворения соли зависит от концентрации ионов водорода в растворе. Так, теплота растворения Li l и Na l в растворах НС1 зависит от ее концентрации. Самойлов объясняет это обстоятельство тем, что, благодаря наличию положительного заряда, на молекулах воды происходит их некоторое дополнительное отталкивание от положительных ионов и притяжение к отрицательным так как размеры анионов больше, заряды в основном сказываются на взаимодействии воды с катионами. Это дополнительное отталкивание уменьшает положительные тепловые эффекты и увеличивает отрицательные. Основываясь на этом изменении теплового эффекта, Самойлов разработал термохимический метод определения координационных чисел. Эти числа для катионов щелочных металлов оказались равными около 4, а анионов от 4 до 5. Автор считает, что координационное число четыре соответствует наименьшему нарушению структуры воды при образовании раствора ионов. [c.283]

Знак теплового эффекта при растворении определяется соотношением энергии гидратации АЯл гидр + АЯвгидр и энергии атомизации и. Если энергия гидратации превышает энергию атомизации, т. е. АЯл гидр + АЯв гидр> /, то АЯраств<0 (процессе растворения экзотермичен). Если же АЯл гидр + АЯв гирд< /, то АЯраств>0 (процесс эндотермичен). Здесь используется термодинамическая система знаков. С термодинамической точки зрения растворение всегда сопровождается убылью изобарно-изотермического потенциала (свободной энергии Гиббса). При этом независимо от знака энтальпии при растворении всегда А0<0, так как переход вещества в раствор сопровождается значительным возрастанием энтропии вследствие стремления системы к разупорядочению. В рассмотренном примере исходное вещество АВ может быть молекулярным, кристаллическим (ионным и ковалентным), а А и В могут быть атомами, ионами, молекулами. Таким образом, термохимический подход для оценки тепловых эффектов растворения является общим. [c.245]

А, Б. Здановский [14] предложил два способа расчета ДЯт одних электролитов в растворах других на основе их интегральных теплот растворения в бинарных системах. Однако при сравнении рассчитанных и экспериментальных значений ДЯт наблюдалось значительное расхождение, что автор объясняет ощиб-ками эксперимента, а также некоторыми термохимическими эффектами смешения изопиестических растворов [3, с. 145]. [c.31]

Графический метод заключается в следующем. Весь калориметрический процесс делят на три периода 1) предварительный период — 5 мин 2) главный период, соответствующий протеканию термохимического опыта (растворению соли или реакции нейтрализации) 3) заключительный период — 5 мин. Помешивая воду в калориметре, наблюдают каждые 30 с за температурой, которая изменяется в результате обмена с окружающей средой. Когда изменение температуры каждые 30 с станут одинаковыми, начинают записывать температуру через каждые 30 с с точностью до 0,005°С (предварительный период). Производят десять отсчетов, на одиннадцатом отсчете начинают растворение соли (или другую реакцию) для измерения теплового эффекта, не включая секундомера и не прерывая записи температуры. Размешивают раствор и продолжают запись температуры (главный период). Если температура изменяется очень быстро, отсчет можно делать с точностью до 0,1°С. По окончании главного периода, когда ход температуры станет равномерным (заключительный период), делают еще 10 отсчетов и опыт заканчивают. Если отсчет очередного показания температуры во время опыта не был произведен, то следует подчеркнуть пропущенный отсчет и записать следующий на свое место под порядковым номером. Иначе это сократит главный период и отразится на величине поправки. По полученным данным строят график (рис. 14) на миллиметровой бумаге, откладьшая по оси абсцисс время т, а на оси ординат — температуру 1. На графике 10 см соответствует 1 (при А/ Г), а 5 мин — 5 см. После нанесения на график всех опытных данных при экзотермическом процессе получается кривая АВДЕ, где АВ — предварительный период, БД — главный, а ДЕ — заключительный. Прямые АВ и ДЕ экстраполируют и время периода ВД делят пополам (точка С). Из точки С восстанавливают перпендикуляр до пересечения с обеими продолженными пря- [c.52]

Рассчитайте по закону Гесса теоретический тепловой эффект Q eop растворения безводного карбоната натрия и сравните его с тепловым эффектом С, найденным опытным путем. Учтите, что при растворении безводной соли происходит ее гидратация и последующее растворение кристаллогидрата в воде. Процессы гидратации НааСОз и растворения получающегося десятиводного кристаллогидрата могут быть выражены следующими термохимическими уравнениями [c.88]

Теплоту сгорания определяют как такое количество теплоты, которое выделяется при взаимодействии одного грамм-моля соединения с избытком кислорода нрп атмосферном давлении и комнатной температуре, причем продукты находятся в их естественном состоянии ири указанных условиях. Следует подчеркнуть, что химический анализ является существенной частью всех термохимических исследований. Наиример, хлористый метил легко сгорает в воздухе, давая углекислый газ, жидкуюводу и газообразный хлористый водород, который растворяется в воде с образованием соляной кислоты. Кроме того, образуется 6,5% свободного хлора необходимо так ке учитывать тот факт, что на опыте очень трудно приготовить хлористый метил без примеси диметилового эфира. Йодистый метил загорается на воздухе ярким пламенем, но ипамя вскоре гаснет, еслн не подается воздух, обогащенный кислородом при этом иодистого водорода не образуется и весь иод в продуктах реакции обнаруживается в кристаллическом состоянии. Чтобы дать правильное объяснение термическим эффектам, сопровождающим эти реакции сгорапия, надо иметь возможность совершенно точно сопоставлять кало-рпметричес1ше результаты с происходящими при этом химическими изменениями и такими физическими процессами, как растворение НС1 в воде и сублимация иода. Огромной заслугой Томсена [9] и Бертло [10] было то, что еще в прошлом веке они точно определили теплоты образования и сгорания многих тысяч химических соединений, а также нашли теплоты процессов растворения, нейтрализации и разведения. Работая независимо и пользуясь различной аппаратурой, они достигли результатов, находящихся в замечательном взаимном соответствии. Их данные лишь с некоторыми небольшими иоправками [И] до сих пор можно исиользовать как стандартные значения термохимических величин. [c.257]

В работе [84] мы предположили, что в сольватокомплексе мочевина-метанол протоны (дейтероны) аминогрупп в образовании Н/О-свя-зей, по-видимому, не участвуют, а молекула растворенного вещества образует межмолекулярные водородные связи через неподелен-ные электронные пары атомов азота и карбонильного кислорода. Данный вывод подтверждается возникновением положительного изотопного эффекта А,г У ° (СН3ОН СНзОО, Т) и термохимическими результатами [69]. Преимущественно протоноакцепторная способность молекул мочевины в метаноле обуславливает, на наш взгляд, возрастание экзотермичности процесса растворения неэлектролита [c.144]

Учитывая вышеизложенное, можно констатировать, что в водном растворе мочевины с ростом температуры происходит усиление про-тоноакцепторности растворенного вещества и протонодонорности растворителя (вследствие разрушения его статистически упорядоченной структуры, возрастания подвижности молекул и их способности ориентироваться в направлении электронодонорных центров молекул мочевины, т.е. наиболее прочного Н-связывания). Этому способствуют уменьшение роли стереоэлектронных эффектов в области ближней гидратации молекул мочевины и усиления (по термохимическим данным [29]) межмолекулярного взаимодействия растворенное вещество-растворитель. [c.144]

Растворение 5 г безводного сульфата меди в большом кол> честве воды сопровол<дается выделением 1,55 кДж энергии, а растворение такой же массы медного купороса — поглощением 0,23 кДл< энергии. Вычислите энергетический эффект и напишите термохимическое уравнение процесса образования USO4 5Н2О нз безводной солн и воды. [c.104]

Е случае водных растворов солей для измерений теплот растворения электролитов вполне достаточны сравнительно простые калориметры типа Вревского. Это усовершенствованное в нашей лаборатории устройство [12—15] позволяет при тщательной работе, измеряя эффекты с от 0,5 до 2,5 -н 3°, достигать точности 0,3 -ь 0,5%. Подобный калориметр с термометром Беккмана со шкалою, разделенной на /500 был также успешно использован для измерений теплот взаимодействия целлюлозы с различными жидкостями [16, 17]. При этом достигается вполне удовлетворительная воспроизводимость результатов при М = 0,02 -т- 0.05°. Позднее аналогичное устройство широко применено для изучения взаимодействий целлюлозы с растворами щелочей и солей [16—23]. Рассматриваемые в последующих главах термохимические характеристики водных растворов электролитов получены также на калориметрах типа Вревского. Только и.змерения при --2 и —6° С потребовали создания специальных устройств [24, 25]. [c.34]

В-приведенном выше уравнении NaOH-aq означает 1 моль гидроокиси натрия, растворенный в избытке воды. Вообще в подобных уравнениях символом aq обозначают неопределенное количество воды — растворителя, и именно такое количество воды, что дальнейшее увеличение ее не влияет на тепловой эффект. Теплоту растворения нельзя не учитывать в термохимических формулах она составляет, нанример, для гидроокиси натрия 10 ккал1молъ. Так как изменение агрегатных состояний, а также превращение модификаций связаны с термическим эффектом, то агрегатные состояния (и соответственно модификации) должны указываться в термохимических уравнениях, если они не понятны сами собой. Твердое состояние обозначают тогда квадратными, а газообразное — круглыми скобками, в то время как формулы веществ, участвующих в реакции в жидком или растворенном состоянии, пишут без скобок. Следует еще указать, что тепловые эффекты в термохимических уравнениях приводят обычно при поствянном давлении. Если наблюдения проводятся при постоянном объеме, то их перечисляют на постоянное давление, для чего от теплоты реакции, измеренной при постоянном объеме, вычитают количество тепла, которое соответствует работе, затраченной при расширении для преодоления давления. [c.200]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология