термохімічні рівняння
Для того, щоб порівнювати енергетичні ефекти різних процесів, теплові ефекти визначають при стандартних умовах. За стандартні приймають тиск 100 кПа (1 бар), температуру 25 0 С (298 К), концентрацію - 1 моль / л. Якщо вихідні речовини і продукти реакції перебувають в стандартному стані, то тепловий ефект хімічної реакції називається стандартною ентальпією системи і позначається ΔН0298 або ΔН0.
Рівняння хімічних реакцій із зазначенням теплового ефекту називають термохімічними рівняннями.
В термохімічних рівняннях вказують фазовий стан і полиморфную модифікацію реагують і утворюються речовин: г-газова, ж - рідке, до -крісталліческое, т - тверде, р - розчинена і ін. Якщо агрегатні стани речовин для умов реакції очевидні, наприклад, О2, N2 , Н2 - гази, Аl2О3, СаСО3 - тверді речовини і т.д. при 298 К, то їх можуть не вказувати.
Термохімічне рівняння включає в себе тепловий ефект реакції? Н. який в сучасній термінології записують поряд з рівнянням. наприклад:
З термохімічними рівняннями можна оперувати, як і з алгебраїчними рівняннями (складати, віднімати один з одного, множити на постійну величину і т.д.).
Термохімічні рівняння часто (але не завжди) наводяться для одного благаючи даної речовини (одержуваного або витрачається). При цьому інші учасники процесу можуть входити в рівняння з дробовими коефіцієнтами. Це допускається, так як термохимические рівняння оперують з молекулами, а з молями речовин.
термохімічні розрахунки
Теплові ефекти хімічних реакцій визначають як експериментально, так і за допомогою термохімічних розрахунків.
В основі термохімічних розрахунків лежить закон Гесса (1841 г):
Тепловий ефект реакції не залежить від шляху, по якому протікає реакція (тобто від числа проміжних стадій), а визначається початковим і кінцевим станом системи.
Наприклад, реакція горіння метану може протікати за рівнянням:
Цю ж реакцію можна провести через стадію утворення СО:
При цьому виявляється, що ΔН01 = ΔН02 + ΔН03. Отже, тепловий ефект реакції, що протікає по двох шляхах, однаковий. Закон Гесса добре ілюструється за допомогою ентальпійного діаграм (рис.2)
І
1. Тепловий ефект прямої реакції дорівнює тепловому ефекту зворотної реакції з протилежним знаком.
2. Якщо в результаті ряду послідовних хімічних реакцій система приходить в стан, повністю збігається з вихідним, то сума теплових ефектів цих реакцій дорівнює нулю (? Н = 0). Процеси, в яких система після послідовних перетворень повертається в початковий стан, називаються круговими процесами або циклами. Метод циклів широко використовується в термохімічних розрахунках.
3. Ентальпія хімічної реакції дорівнює сумі ентальпій утворення продуктів реакцій за вирахуванням суми ентальпій утворення вихідних речовин з урахуванням стехіометричних коефіцієнтів.
Тут зустрічаємося з поняттям '' ентальпія освіти ''.
Ентальпії (теплотою) освіти хімічної сполуки називається тепловий ефект реакції утворення 1 моля цього з'єднання з простих речовин, узятих в їх стійкому стані за даних умов. Зазвичай теплоти освіти відносять до стандартного стану, тобто 25 0 С (298 К) і 100 кПа. Стандартні ентальпії утворення хімічних речовин позначаються ΔН0298 (або ΔН0), вимірюються в кДж / моль і наводяться в довідниках. Ентальпію освіти простих речовин. стійких при 298 К і тиску 100 кПа, приймають рівною нулю.
В такому випадку наслідок із закону Гесса для теплового ефекту хімічної реакції (? Н (Х.Р.)) Має вигляд: