Partea teoretică
Entalpia standard de formare sau a unui proces se referă la cantitatea de căldură care se dezvoltă sau absorbită de sistem când o reacție ireversibilă are loc la presiune constantă sau volum și nici o lucrare utilă, dar de expansiune de lucru (compresie), în condiții izoterme. Conform primei legi a termodinamicii, entalpia standard de formare este egal cu schimbarea entalpie sau energia internă a sistemului.
Efectul termic menționat la 1 g (1 mol) de substanțe numite căldură specifică (molar) de reacție.
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 de 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 sunt zero.
În cazul în care valoarea # 916; # 919; ° arr. 298 este negativ, compusul este mai stabil decât elementele din care este compus.
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.
legea lui Hess este valabil pentru procesele izocoră și izobare.
Calculele termochimice folosesc consecințele legii Hess.
Investigarea legii Hess:
· Suma efectelor termice ale fiecărei etape a procesului este. Efectul termic al procesului.
· Efectul de dilatare termică a unui compus este efectul termic al formării sale, dar opuse în semn.
C + 2H2 = CH4 - 77.185 kJ. și anume X = 77.185 kJ
·. Căldura de reacție este egală cu diferența dintre suma căldurilor formării produșilor de reacție și suma căldurilor de formare a materiilor prime.
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
efect de căldură # 916, # 919; ° este definit de
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:
1) distrugerea substanței rețelei cristaline, care necesită energie. În acest caz, căldura este absorbită (Q1);
2) hidratarea ionilor - proces însoțit de eliberarea de energie (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.
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.
În cazul în care entropia crește, atunci procesul este posibil:
# 916; S = 0, procesul este reversibil
# 916; S ≠ 0, un proces ireversibil
# 916; S> 0, procesul poate
Valorile entropiei standard prezentate în tabelele de referință.