Entalpia standard de formare sau a unui proces se referă la cantitatea de eliberare a căldurii sau a unui sistem de absorbție în absența muncă utilă la aceeași temperatură și materialele inițiale și finale. Căldura de reacție depinde de starea de agregare și de modificare a cristalului reactanți.
Reacțiile chimice sunt de obicei efectuate la presiune constantă (balon deschis) sau la o presiune constantă (autoclavizare), adică sunt, respectiv izobară (V = const) sau izocoră (P = const) procese.
Procesele însoțite de eliberare a căldurii, și se numesc procese exoterme, în care este absorbit de căldură, numit endoterm.
Cele termochimice calcule folosind ecuația termochimic. Ele arată căldura de reacție, starea de fază și polimorful de reacție și care formează substanțe. (G-gaz, lichid-w; k-cristalin, solid, m, p-dizolvată și colab.). De exemplu:
Calculele termochimice efectuate cu ajutorul entalpiei (căldură) care formează substanțe. Sub entalpia de formare a înțelege efectul termic al reacției de 1 mol dintr-o substanță simplă. folosesc de obicei entalpie de formare standard (# 916, # 919; 298 ° sau arr. # 916, # 919; ° f, 298). Entalpia standard a formării de substanțe simple, care sunt stabile în condițiile standard, sunt considerate a fi zero.
Calculele termochimice bazate pe legea lui Hess: entalpiei standardul de formare depinde numai de starea inițială și finală a sistemului și este independentă de statele sale intermediare.
Investigarea legii Hess:
· Efectul de dilatare termică a unui compus este egal, dar în semn opus efectului termic al formării sale.
· Dacă două reacții din diferite stări inițiale ajuns la un capăt, diferența dintre efectele lor termice este efectul termic al tranziției inițial de la un stat la altul.
· Dacă cele două reacții au aceleași condiții inițiale și finale diferite, diferența dintre efectele lor termice este efectul termic al tranziției finale de la un stat la altul.
legea lui Hess permite calcularea căldurii formării de compuși instabili și căldura de reacție, care nu poate fi realizat experimental.
Conform legii Hess căldura de reacție este diferența dintre suma entalpiile de formare a produșilor de reacție și suma entalpiile de formare a materiilor prime. pentru reacția
efectul termic este determinat de ecuația N
În practică, în timpul măsurătorilor termochimice cel mai adesea determinate de următoarele efecte termice. căldura de formare, căldura de descompunere, căldura de ardere și căldura de dizolvare a căldurii de neutralizare.
Căldura formării de substanțe numite efectul termic al reacției de 1 mol dintr-un compus simplu cel mai stabil la o temperatură de 25 # 730; C (298 0 C) și p = 101,3 kPa. De exemplu:
½N2 (g) + ½SI2 (z) = HCI (g) - 95.05 kJ
Descompunerea termică a substanței este cantitatea de căldură generată sau absorbită prin descompunerea 1 mol dintr-un compus în compuși mai simpli, cum ar fi:
CaCO3 = CaO + CO2 + 179.08 kJ
Căldura de combustie se numește efectul termic al reacției de oxidare a 1 mol de compus de oxigen cu formarea oxizilor superioare ale elementelor respective, de exemplu:
Căldura de dizolvare este cantitatea de căldură care se dezvoltă sau absorbită prin dizolvarea a 1 mol de substanță într-un volum de solvent la nici o schimbare a fost observată la o soluție suplimentară efect de diluare termică.
Când dizolvarea sării în apă, în același timp, au loc două procese:
3) distrugerea materialului de cristal cu zăbrele. În acest caz, căldura este absorbită (Q1);
4) hidratarea ionilor. În acest caz, căldura este eliberată (Q2).
Efectul termic al dizolvării sării este egal cu suma efectelor termice ale acestor procese:
Prin urmare, substanțe cu efect puternic rețea cristalină și hidratabil slabă într-o soluție dizolvată cu absorbție de căldură. Substanțe cu o rezistență scăzută a rețelei cristaline, formând o soluție de ioni puternic hidratați se dizolvă exoterm.
Căldura de dizolvare crește cu substanță de diluare, dar numai până la 100- 300 moli de solvent per 1 mol de substanță dizolvată. diluarea suplimentară a soluției în mod substanțial nu modifică amploarea căldurii de dizolvare.
Căldura de neutralizare se referă la cantitatea de căldură eliberată în timpul reacției dintre echivalenții de acid per echivalent de alcaline. În neutralizarea soluțiilor apoase de acizi tari, baze tari alocate întotdeauna aceeași cantitate de căldură egală cu 57,11 kJ per 1 mol echivalent de acid sau bază (legea termică constantă de neutralizare). Acest lucru se explică prin procesul de interacțiune ion:
H3 O + + OH - 2H2O = - 57,11 kJ (13,65 Kcal)
Acest lucru este valabil și pentru soluții de acizi și baze puternice. În cazul soluțiilor unui proces de acid sau bază slabă interacțiune este însoțită de disocierea electrolit slab. Disocierea are o caracteristică pentru fiecare substanță efectul termic (căldură efect de disociere) ..
A doua lege a termodinamicii stabilește posibilitatea direcției și pentru a limita fluxul de procese spontane. Cele mai frecvente sunt mai multe formulări ale doua lege:
Căldura nu poate ea însăși să se deplaseze dintr-o mai puțin încălzită la un corp mai încălzit.
Nu poate fi o mașină de mișcare perpetuă de al doilea tip, adică. E. Nu poate fi o astfel de mașină care funcționează periodic, ceea ce ar permite pentru a obține un loc de muncă doar prin răcirea sursei de căldură.
Aceste formulări sunt asociate una cu cealaltă și urmează unul după altul. Ambele dintre ele indica imposibilitatea apariției spontane a anumitor procese. Pentru a evalua posibilitatea de a fluxului de proces într-o direcție sau alta valoare introdusă - entropie. Entropia - o măsură de tulburare.
Atunci când sistemul trece de la un mod mai puțin ordonată în comandat o entropia crește de stat (# 916; S> 0). În cazul unei tranziții de la o stare mai puțin ordonat unui sistem de entropie mai ordonat scade (# 916; S<0).
Întrebări pentru a pregăti
14. Termodinamica chimice supuse.
15. Concepte de bază ale termodinamicii.
16. De ce este legea de căldură constantă de neutralizare se aplică numai acizi și baze puternice?
17. Prima lege a termodinamicii. Entalpie.
18. Ce procese au loc prin dizolvarea sării în apă?
19. Căldura de reacție și dependența acestuia de temperatura.
Legea 20. Hess și consecințele sale. ecuația termochimică.
21. Calculul entalpiei reacțiilor chimice. cantități termodinamice standard.
22. A doua lege a termodinamicii.
24. A treia lege a termodinamicii.
25. termodinamice Potențialele de Gibbs și Helmholtz.