В топлинен ефект на веществата

Най-важната концепция на химичната термодинамика е топлинен ефект на веществото.

Топлинен ефект на вещество, наречено реакция енталпия на образуване на един мол вещество от прости вещества при стандартни условия.

Стандартните химически термодинамиката, при следните условия: температура 298 К (25 ° С), под налягане от 101325 Ра, концентрацията (ако реакцията се провежда в разтвор) 1 М.

От определението следва, че енталпията на образуване на прости вещества приема за нула. Ако прост вещество има няколко алотропна модификации, на нула се взема енталпия на формиране на най-стабилната при стандартни условия. Например, енталпията на формиране на графит и кислород O2 е нула, енталпията на образуване на диамант и озон не са равни на нула.

Енталпия на образуване на материал има някои означения. Най-често във вътрешното наименование химическата литература - DNF (В), където - формула съединение. IUPAC препоръчва символ Df Н (В), който вече се използва в много учебници.

Забележка. Трябва да се има предвид, че в химичната термодинамика се използва понятието "стандартни условия" и "стандарт състояние." Това е подобно, но с различни концепции. Стандартни условия - е 298 К (25 ° С) 101 325 Ра и 1 М. стандарт състояние - състояние на 101325 Ра и 1 М, но във всеки постоянна температура.

Пример 1 чрез взаимодействие на 9.0 грама от алуминий с кислород освободен 279.7 кДж топлина. Определяне на енталпията на образуване на алуминиев оксид.

Решение. 1) Добави реакцията на уравнение образуване алуминиев прости вещества и моларната маса на алуминий:

2) Виж количеството Al2 О3, която се образува от 9 г съотношение алуминий:

2 · 27 г алуминиев образува един мол Al2 О3

3) Виж количеството топлина, освободено при образуването на един мол съотношение алуминий:

образуването на 1/6 мол Al2 O3 отпуснати 279.7 кДж

х = 279.7 · 6 = 1678.2 кДж

Получената стойност е енталпията на образуване на алуминиев оксид, но с отрицателен знак, защото екзотермична реакция: Следователно Df Н ° (Al2 О3) = -1678,2 кДж / мол.

ПРИМЕР 2 Колко топлина се освобождава по време на горенето на 1 м3 на водород (обем измерва при STP) за образуване на течна вода?

Решение. 1) Добави уравнението на водород горене, моларното обем от водород и енталпия на образуване на вода:

2) От реакционни уравнения следва, че образуването на един мол вода консумира 22.4 литра водород и по този начин се разпределя 285.3 кДж топлина. За решаване на проблема е със скорост от:

чрез изгаряне 22.4 L H2 отпуснати 285.5 кДж

По този начин, при горене 1 m 3 от водород генерира топлина количество 12745.5 кДж.

4. термохимични уравнения и изчисления

Уравнение реакция енталпия който съдържа наречен термохимична уравнение. Енталпия показва отдясно на уравнението на реакцията, разделени с запетая. Той се прилага за стандартни условия, означен DH ° и се изразява в кДж. Думата "мол" в единицата за измерване на енталпията на реакция не трябва да бъде, тъй като (енталпия на реакцията) се отнася до размера на вещества, които са посочени в реакционната уравнение. Ако сумата ще бъде различен и енталпията ще бъде различно, например:

индекс Letter означен агрегация състояние: к - кристален съм - аморфен, w - течност, г - газообразен, р - разтвори. Информация за състоянието на агрегация е много важно, тъй като енталпия на същата реакция варира в зависимост от реда, в който сумира състояние на реагентите и реакционните продукти.

Термохимична уравнения могат събиране, изваждане, умножение и деление; с необходимите мерки по отношение на енталпията.

Термохимична изчисления се извършват в съответствие с основния закон на термохимия, която е създадена от български химик ГУ на Hess (1840 грама). На съвременен, този закон е формулиран по следния начин:

Енталпията реакция зависи от характера и състоянието на изходните материали и продукти, но не зависи от механизма на пътя, скорост и реакция.

На този закон трябва да:

Енталпия е сумата от реакционните енталпии на образуване на своите продукти по-малко на сумата от енталпии на образуване на реагентите с стехиометрични коефициенти.

Това е следствие от математическото уравнение се изписва така:

В допълнение към основния закон, е необходимо да се има предвид закона (или постулат, тъй като е очевидно) Лавоазие - Лаплас.

Enthalpy на разлагане на сложни вещества в прост равен, но с обратен знак на енталпията на учредяването си от едни и същи прости вещества; енталпия на правата и обратната реакция са равни, но противоположни по знак.

Пример 3. Определяне на енталпията на реакция на вар гасене и изчисли колко топлина се освобождава по време на производството на един тон гасена вар.

Решение. 1) Напишете уравнението за реакция и се освобождава от таблици-енталпия на образуване на вещества на: