Энтальпия при экзотермических реакция

Теплота реакции. Закон сохранения энергии. Эквивалентность теплоты, работы и энергии. Энтальпия. Экзотермические и эндотермические реакции. Закон Гесса. Теплоты сгорания и образования. [c.62]

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]

V При экзотермических реакциях теплота выделяется, т.е. уменьшается энтальпия, или внутренняя энергия, системы, и значения АН VI А и для них отрицательны. При эндотермических реакциях теплота поглощается, т. е. Я и 11 системы возрастают, а ДЯ и Аи имеют положительные значения [c.160]

Это уравнение показывает, что константы равновесия для экзотермических реакций уменьшаются при увеличении температуры, а для эндотермических — увеличиваются. Если в первом приближении пренебречь температурной зависимостью энтальпии, то интегрирование уравнения (323) дает [c.264]

Теплоту химической реакции, проводимой при постоянном давлении (или хотя бы при условии, что окончательное давление совпадает с исходным), принято называть изменением энтальпии реагирующей системы, АН (читается дельта-аш ). Как мы узнаем из гл. 15, изменение энергии АЕ соответствует теплоте реакции, проводимой при постоянном объеме, например в калориметрической бомбе, показанной на рис. 2-4. Энтальпию можно рассматривать как энергию, в которую внесена поправка, учитывающая работу, которую могли совершить реагенты, отталкивая атмосферу, если они расширялись во время реакции. Различие между Д и АН невелико, но очень важно, хотя сейчас мы еще не будем уделять ему внимания. Если в процессе реакции выделяется теплота, то энтальпия реагирующей системы убывает в этом случае изменение энтальпии АН отрицательно. Такие реакции называются экзотермическими. Реакции, протекающие с поглощением теплоты, называются эндотермическими в таких реакциях происходит возрастание энтальпии реакционной смеси. Для реакции разложения пероксида водорода можно записать [c.89]

Условились знак плюс приписывать изменению энтальпии в эндотермических реакциях и знак минус — в экзотермических реакциях. Изменения AU и АН не зависят от пути протекания процесса, Qv и Qp также не зависят от пути протекания химического процесса, а зависят только от начального и конечного состояния веществ. Теплоты реакций зависят от физического состояния веществ и от условий проведения реакции. Для удобства сравнения теплот образования веществ и тепловых эффектов реакций было введено понятие стандартного состояния — это состояние вещества при давлении 1 атм (0,1013 МПа). Тем- [c.64]

Как правило, образование ДА-связей приводит к сравнительно небольшому изменению энергии связей в молекулах исходных компонентов (см. гл. V). Это позволяет использовать энтальпию экзотермических реакций (II 1.6) как меру энергии донорно-акцепторных связей (уравнение III.8). Однако известны случаи, когда комплексообразование сопровождается существенными затратами энергии на перестройку исходных молекул (например, в результате разрыва внутримолекулярных координационных связей или нарушения я-сопряжения в молекулах донора или акцептора). При этом величина —ДЯ°аз оказывается меньше Ед на величину энергии, затрачиваемой на такую перестройку (см. гл. V). Если необходимые на перестройку исходных молекул затраты энергии превышают энергию ДА-связи ( дд -f Д д + Д а образование до-норно-акцепторных связей становится энергетически невыгодным, и молекулярный комплекс не образуется. [c.97]

Когда в аппарате происходит не только простое изменение состояния, но еще и превращение (изменение агрегатного состояния, химическая реакция), то к энтальпии поступающего вещества следует прибавить соответствующую теплоту превращения А//. Значение Ai/при экзотермической реакции будет отрицательным. Энергетический баланс [c.52]

Т. е. изменение энтальпии равно сумме изменения внутренней энергии (А.и) и совершенной системой работы расширения (РДК). Если при этом никакие другие виды работы не совершаются, то АН — Ор, где Qp — тепловой эффект реакции, протекаюш,ей при постоянном давлении. Для экзотермической реакции Ор < О, для эндотермической Ор > 0. [c.74]

Так как теплота выделяется за счет убыли внутренней энергии (или энтальпии) и поглощается с увеличением внутренней энергии, to в экзотермических реакциях АС/ < О или АН <С О, а в эндотермических AU > О или АН > 0. В дальнейшем величины AU и АН называются тепловыми эффектами. Тепловой эффект —это теплота процесса, совершенного либо при постоянном давлении (АН), при. условии, что единственной возможной работой является работа против внешнего давления, либо при постоянном объеме (AU). В большинстве случаев химические процессы совершаются при постоянном давлении, поэтому в дальнейшем мы рассматриваем только изобарные тепловые эффекты АН. [c.25]

Если величина Qp положительна, то реакция эндотермическая энтальпия продуктов реакции выше энтальпии реагентов. Если величина отрицательна, то реакция экзотермическая энтальпия продуктов реакции ниже энтальпии реагентов. [c.169]

К различиям между двумя указанными выше реакциями можно отнести изменение энтальпии высокотемпературный риформинг — эндотермическая реакция, низкотемпературная конверсия — экзотермическая реакция. В связи с этим установки высокотемпературного и низкотемпературного риформинга различаются конструктивно в первом случае реакция протекает в нескольких реакторах с внешним обогревом труб, во втором — внешнего обогрева не требуется п газификация осуществляется в реакторе адиабатического типа, представляющем собой изолированный барабан, заполненный катализатором [4]. [c.94]

Итак, при химических реакциях происходит взаимное превращение внутренней энергии веществ, с одной стороны, и тепловой, лучистой, электрической или механической энергии, с другой. Реакции, протекающие с выделение.м энергии, называют экзотермическими, а реакции, при которых энергия поглощается, — эндотермическими. Часто энтальпию системы называют теплосодержанием, поскольку она равна теплоте изобарного процесса. Поскольку в экзотермической реакции теплота выделяется, то это происходит за счет уменьшения теплосодержания системы. Значит, энтальпия системы в конечном состоянии становится меньшей энтальпии системы в исходном состоянии, тогда АН = Я2 — Ях <0, Аналогичные рассуждения показывают, что в эндотермической реакции ЛЯ > 0. [c.173]

При экзотермических реакциях теплота выделяется, т. е. уменьшается энтальпия, или внутренняя энергия, системы, и значения АН [c.196]

Займемся теперь более внимательным изучением уравнения (18.11), чтобы выяснить, каким образом функция свободной энергии зависит от изменений энтальпии и энтропии заданного процесса. Если бы не существовало энтропийных эффектов, то все экзотермические реакции, т. е. реакции с отрицательным А Я, были бы самопроизвольными. Однако энтропийный вклад, определяемый величиной - ТА S, может повысить или, наоборот, понизить способность реакции к самопроизвольному протеканию. При положительном значении AS (которое означает, что конечное состояние процесса более хаотично, или неупорядоченно, чем его начальное состояние) член - TAS вносит отрицательный вклад в общую величину ДС значит, он повышает тенденцию реакции к самопроизвольному протеканию. При отрицательном AS член-7А5, наоборот, уменьшает тенденцию реакции к самопроизвольному протеканию. [c.186]

В старой литературе всегда подчеркивалась разница между термохимической и термодинамической системами знаков. В термохимической системе знаков, называемой иногда эгоистической, тепловой эффект обозначался буквой Q и, если реакция была экзотермической, тепловому эффекту приписывали положительный знак, а если реакция была эндотермической, тепловой эффект считался отрицательным. R термодинамической системе знаков изменение энтальпии в экзотермических реакциях отрицательно, а в эндотермических положительно. В последнее время подавляющее большинство термохимиков перешло на язык термодинамики и обычно под изобарным тепловым эффектом имеют в виду изменение энтальпии. Однако во избежание недоразумений, особенно при работе со старой литературой, на это обстоятельство следует всегда обращать внимание. [c.29]

Знак минус у теплового эффекта означает убыль энтальпии, т. е. Яа < Я1, и теплота выделяется, что соответствует экзотермической реакции. [c.45]

В термохимических уравнениях приводится значение и знак теплового эффекта. В термодинамике АЯ=—Q, т. е. энтальпия равна теплоте реакции с обратным знаком. Реакции, сопровождающиеся выделением теплоты (+(3), т. е. уменьшением энтальпии системы (—ЛЯ), называются экзотермическими Реакции, сопро- [c.38]

Для количественного выражения химического сродства были предложены различные способы. Например, предлагалось выражать меру химического сродства скоростью химической реакции. Однако такой способ оказался неудачным, потому что скорость химических реакций зависит не только от состояния реагирующих веществ (концентрация, температура), но и от других причин, например, от присутствия катализаторов. Другое предложение, согласно которому мерой химического сродства является убыль внутренней энергии или энтальпии, т. е. теплота реакции, также оказалось неудачным, так как наряду с экзотермическими реакциями известно много самопроизвольно и энергично протекающих эндотермических реакций. Теперь, следуя предложению Вант-Гоффа (1884), за меру химического сродства между реагентами принимают максимальную работу реакций. Максимальная [c.110]

Тепловые эффекты определяются экспериментально (в калориметре) или с помощью термохимических расчетов. Абсолютные значения энтальпий и внутренней энергии мы определить не можем. Но для термодинамических расчетов и экспериментального определения тепловых эффектов важно знать лишь изменение состояния системы, т. е. изменение значения энтальпии и внутренней энергии. При экзотермических реакциях теплота выделяется, следовательно, энтальпия или внутренняя энергия системы уменьшается, и значения ДЯ и AU для них отрицательны. Напротив, при эндотермических реакциях теплота поглощается, т. е. Н VL и системы возрастают, а потому ДЯ и AU имеют положительные значения. Раньше тепловые эффекты обозначали через Q и считали их положительными, если выделяется теплота, и отрицательными, если она поглощается. В настоящее время тепловой эффект принято обозначать через ДЯ, причем стали считать положительными тепловые эффекты реакций, происходящих с поглощением теплоты, а отрицательными — происходящих с выделением теплоты. [c.235]

Термометрический метод применим для всех реакций, как экзотермических, так и эндотермических. Важно, чтобы энтальпия используемой реакции и скорость реакции были достаточно большими. В каждом случае необходимо заботиться об эффективном и быстром перемешивании взаимодействующих веществ. [c.89]

Значение энтальпии реакций образования соединений имеет большое значение для химии вяжущих веществ. Реакции, для которых энтальпия имеет отрицательное значение, относятся к экзотермическим реакциям и, наоборот, реакции с положительным значением энтальпии — к эндотермическим реакциям. [c.41]

Второе следствие из закона Гесса утверждает, что значения энтальпии прямой и обратной реакций численно равны, но противоположны по знаку. Так, если прямая реакция экзотермическая, то обратная ей реакция — эндотермическая, а абсолютные значения энтальпии этих реакций одинаковы [c.56]

Для практики наибольший интерес представляют теплоты реакций-при постоянном давлении, т. е. величины АН. Напомним, что при экзотермических реакциях АН отрицательны (энтальпия системы уменьшается), а при эндотермических они положительны. В настоящее время тепловые эффекты реакций при постоянном давлении принято называть изменениями энтальпии или просто энтальпиями реакций. [c.24]

Уравнения изобары характеризуют знак производной константы равновесия по температуре, а значит и направление изменения состава равновесной смеси. Если знак теплового эффекта (разности энтальпий конечных и начальных веществ) отрицателен — реакция экзотермическая, то повышение температуры приводит к уменьшению константы равновесия, т. е. к уменьшению содержания продуктов реакции в равновесной смеси. Следовательно, для экзотермических реакций повышение температуры невыгодно. Если знак теплового эффекта положителен— реакция эндотермическая, то при повышении температуры константа равновесия увеличивается, т. е. содержание продуктов реакции в реакционной смеси увеличивается. Поэтому эндотермические реакции идут преимущественно при вы соких температурах, [c.372]

Тепловой эффект реакции необходимо характеризовать не только абсолютной величиной, но и знаком. Исторически сложились две системы отсчета термохимическая и термодинамическая. В первой из них тепловой эффект экзотермической реакции считается положительным (экзо — внешний). Эндотермические реакции сопровождаются отрицательным тепловым эффектом, теплота поглощается системой (эндо — внутренний). В термодинамике принята обратная система знаков, т. е. теплота, поглощенная системой, считается положительной, а теплота, отданная системой в окружающую среду,— отрицательной. В термодинамической системе знаков тепловой эффект реакции отождествляется с изменением энтальпии системы. При записи термохимического уравнения в этой системе тепловой эффект не включается в уравнение, а записывается в скобках. Так, приведенное уравнение реакции получения воды из элементов запишется следующим образом [c.205]

При сгорании любого органического вещества образуется углекислый газ и вода — это экзотермическая реакция. Реакция сопровождается значительным изменением энтальпии, при этом изменение свободной энергии отрицательно. [c.200]

В приведенных термохимических уравнениях тепловой эффект реакции записан в их правой части со знаком -1-. Это соответствует исторической традиции, которая рассматривала процессы применительно к человеку и выделение тепла считала положительным. В современной термодинамике принята противоположная система знаков, в которой процессы рассматриваются исходя из состояния системы. При экзотермических реакциях энтальпия системы уменьшается и, следовательно, величина ДЯ имеет знак —, а при эндотермических реакциях изменение энтальпии считается положительным. [c.27]

Система 1 обладает отрицательным температурным коэффициентом, и реакция в ней протекает с уменьшением энтальпии (экзотермическая реакция), которая из термохимических данных в условиях протекания реакции равна — 218,0 кДж/моль. Электрическая работа, которую может совершить система, меньше, чем ДЯ. Расчет по формуле дает значение изменения энтальпии системы, очень близкое к определенному из термохимических измерений В рассматриваемой электрохимической системе 90% выделяемой теплоты расходуется на совершение электрической работы, а 10% рассеивается или нагревает систему. Аналогичные соотношения имеем и для систем 4, 5. Рассчитанные из электрохимических 1змерений значения энтальпии совпадают с термохимическими данными в пределах ошибок опыта, а в электрическую работу превращается соответственно 73 и 82% от выделяющейся теплоты. [c.192]

Наиболее прямой характеристикой донорной (или акцепторной) сгюсобности может служить энергия донорно-акцепторной связи в комплексе рассматриваемого соединения с эталонным веществом. В исследуемых системах образование донорно-акцепторных связей приводит к сравнительно небольшим изменениям энергий связей в молекулах исходных компонентов [1]. Это позволяет использовать в качестве меры энергии донорно-акцепторных связей энтальпию экзотермических реакций типа [c.42]

Предварительное изучение термодинамических свойств алмаза и графита показало, что при атмосферном давлении и при любых температурах графит является более устойчивой модификацией углерода, чем алмаз, который таким образом в обычных условиях представляет собой метастабильную форму углерода. Превращение алмаза в устойчивый графит не происходит из-за бесконечно малой скорости такого процесса (заторможенные реакции). При повышении температуры скорость перехода алмаза в графит увеличивается при 1500 °С в среде нейтрального газа или вакууме (в присутствии следов кислорода, который является катализатором процесса) начинается графитизация алмаза — темнеют ребра и углы кристалла. При 1900 °С переход алмаза в графит происходит почти мгновенно. Оказалось, что превращение алмаза в графит является экзотермической реакцией, правда, с небольшим тепловым эффектом. Энтальпия превращения АЯалмаз графит составляет 1381 Дж/моль. [c.125]

Это важное уравнение, дающее зависимость константы равновесия от температуры, называется изобарой Вант-Гоффа. Оно показывает, что знак производной ё1пКр1 .Т определяется знаком энтальпии реакции. Если реакция сопровождается выделением тепла, т. е. величина АЯ° отрицательна, то производная также отрицательна, и, следовательно, константа равновесия уменьшается с ростом температуры. Это означает, что при увеличении температуры равновесные парциальные давления (концентрации) продуктов реакции уменьшаются, а исходных веществ — увеличиваются. Таким образом, выход продуктов при экзотермических реакциях уменьшается при увеличении температуры. Нап])имер, рассмотренная реакция синтеза аммиака идет с выделением тепла (ДЯ298 =—46,0 кДж/моль), и выход ЫНз уменьшается при высоких температурах. Поэтому в промышленности этот процесс осуществляют при сравнительно низкой температуре, а для ускорения реакции используют катализаторы. [c.53]

В результате реакции энтальпия системы либо возврастает (ДН > 0), т е. система поглощает энергию из внешней среды (эндотермическая реакция), либо утиеньшается (ДН < 0), т.е. систс.ма выделяет энергию (экзотермическая реакция). [c.24]

ДЯ>0 (эндотермический процесс), АЯ <7 А5, тогда AG = = АЯ—7 А5<0. Возрастание энтальпии компенсируется значительно большим ростом энтропийного члена, что осуществимо при высоких температурах или при реакциях с участием газовой фазы, когда наблюдаются значительные изменения энтропии. Этим и объясняется возможность протекания эндотермических реакций, что не согласуется с принципом Бертло. Судить о направлении процесса по знаку изменения энтальпии в соответствии с этим принципом можно лишь а) при низких температурах (при 7 0, TAS-I-0 и 7 А5сАЯ), когда знаки изменения свободной энергии и энтальпии совпадают б) в конденсированных системах, в которых в процессе взаимодействия энтропия меняется незначительно (беспорядок не может существенно возрасти, если, например, одно кристалличеа<ое вещество превращается в другое кристаллическое вещество). Поэтому при низких температурах и в конденсированных системах возможно протекание лишь экзотермических реакций (AG<0, когда АЯ<0). [c.212]

Речь идет об экзотермических реакциях, протекающих с понии е-нием энтропии. Поскольку изменение энтальпии мало зависит от тРхМ-пературы и поскольку оно остается отрицательным, реакции такого типа более вероятны при низких температурах, когда член TAS меиее важен. Действительно, при ДЯ > Т Д изменение свободной энергии AG становится отрицательным. [c.201]

Макромолекулы в растворе находятся в сольватированном состоянии. При растворении ВМС изменение энтальпии системы (ЛЯ) может быть равно нулю или иметь разный знак. Экспериментами установлено, что при растворении ВМС с полярными группами в полярных растворах (ацетон, вода) происходит экзотермическая реакция (ДЯ<0) и тепловой эффект равен 40...120 кДж/моль. При этом изменение ДЯ обусловлено сильным взаимодействием молекул ВМС и растворителя происходит сольватация (гидратация) ВМС. Растворение неполярных ВМС (например, полиизобутилен в изооктане) осуществляется при слабом взаимодействии ВМС с растворителем, и тепловой эффект растворения очень мал (ДЯ 0) или даже может быть отрицательным (АЯ>0). Здесь ббльшую роль играют факторы растворения ВМС, связанные с энтропийным членом в уравнении Д6 = = АН—ТАЗ. [c.352]

Если (Н-- -Н[5)<(Нд + Нв), то в результате регкиии энергия (теплота) выделяется (экзотермическая реакция, Р>0). В этом случае изменение энтальпии реакции иень-И1е нуля (ЛНсО) (рис. 2). [c.130]

Однако принцип Бертло — Томссна противоречит термодинамике и самому факту существования химического равновесия. Как было показано выше, в зависимости от соотношения между концентрациями, реагирующих веществ реакция может самопроизвольно протекать как в прямом, так и в обратном направлениях. При этом в одном случае она будет сопровождаться выделением тепла, а в другом — его поглощением. Экзотермические реакции, например, образования сульфидов переходных металлов, при относительно низких температурах идут практически до конца, а при высоких температурах происходит диссоциация этих соединений. Принципу Бертло — Томсена такн е противоречит существование самопроизвольных процессов, сопровождающихся поглощением тепла, например, растворение многих солей в воде. Следовательно, величина изменения АН реакции не может служить мерой химического сродства. Такой мерой является величина ДО, определяемая уравнением AG = AH—T S, где ДЯ и AS — изменения энтальпии и энтропии реакции. [c.69]