Всяка химическа реакция се придружава от освобождаване или абсорбция на енергия, обикновено под формата на топлина. Раздел на химичните термодинамиката, изучаване на термичните ефекти на химични процеси, наречен термохимия. Топлината от реакцията може да се определи експериментално, така и с помощта на термохимични изчисления.
Топлинен ефект е количеството на освобождаване или абсорбция на топлина чрез химическо взаимодействие. Реакциите придружени от освобождаване на топлина се наричат екзотермични, придружен от абсорбция на топлина - ендотермичен.
По-голямата част от химични реакции - изобарни процеси. Поради това е препоръчително да се оцени ефекта на топлинна енергия или енталпията промяна на системата за реакция. Реакцията на термичен ефект при постоянно налягане, равно на изменението на енталпията на системата Qp = # 916; H.
Формулите на химични реакции, които показват топлинни ефекти и физичното състояние на материята нарича термохимични уравнения.
Термохимична уравнения също показват фаза състояние и полиморф и взаимодействие на получените съединения: (г) - газ, (е) - течност, (к) - кристален, (т) - твърдо вещество, (р) - разтваря и сътр.
Например, вода термохимична синтез уравнение е
от уравнението, че реакцията е екзотермична (# 916; Н <0) и при взаимодействии 2 моль водорода и 1 моль кислорода образуется 2 моль воды и выделяется 571,6 кДж теплоты.
Чрез термохимична реакция уравнения могат да се извършват различни изчисления. За да реши проблемите на термохимични уравнения трябва да се напише уравнението на химичната реакция, а след това въз основа на данните, за да се направи дял и да го решим.
Пример №1. Изчислете за термо уравнение
teloty количество освободен от изгарянето на 6.2 грама на фосфор.
Разделителна способност: Изчислете количеството на фосфора вещества:
N (P) = М (Р) / M (P) = 6,2 / 31 = 0,2 мол
Съставете пропорция и да намерят количеството топлина:
изгарянето на 4 мола P - 3010 кДж на топлина се освобождава;
изгарянето на 0,2 мола P - X кДж на топлина се освобождава;
4 / 0,2 = 3010 / X; X = (0,2 · 3010) / 4 = 150,5 кДж.
Пример №2. Направи термохимична уравнение реакция магнезиев горене, е известно, че изгарянето на 6 г магнезиев е разпределена 153.6 кДж топлина.
Решение. Ние се изчисли количеството вещество изгори магнезиев:
п (Mg) = М (Mg) / M (Mg) = 6/24 = 0,25 мол.
Форма уравнението реакционната горене:
намери количеството топлина, която се отделя при изгарянето на 2 мола:
чрез изгаряне на 0,25 мола магнезий - 153.6 кДж разпределени;
изгарянето на 2 мола магнезиев - X кДж на топлина освобождава;
0.25 / 2 = 153,6 / X; X = (2 * 153,6) / 0,254 = 1228,8 кДж.
Следователно уравнението на термохимична реакция има формата
Пример №3. С термо уравнение
Определя колко литра на въглероден оксид (IV) (NU), образувани при 591 кДж на топлина освобождава?
Решение. Изчислява се, по време на образуването на някои количества от въглероден оксид (IV) 591 кДж на топлина се освобождава. Въз основа на уравнението на реакциите е процентът на:
При образуването на 1 мол CO2 (STP) означава топлина от 394 кДж;
При образуването на X мола CO2 (STP) означава топлина от 591 кДж;
1 / Х = 394/591; X = 591/394 = 1,5 мол CO2 (STP).
Като следствие право Авогадро: 1 мола на всеки газ (в STP) заема обем от 22.4 литра, се образува съотношение:
1 мол CO 2 (STP) заема обем от 22.4 литра;
1,5 мол CO2 (STP) заемат X L;
1 / 1,5 = 22,4 / X; X = 1,5 · 22,4 / 33,6 л = 1.
За да могат да се сравнят ефектите на различни термични процеси термохимични изчисления обикновено по 1 мол на веществото и стандартни състояния и условия. За стандартните условия, приети: налягането на 101325 Ра и температура от 25 0 ° С (298 К). Стандартната състояние на материята е състояние, което е стабилен при стандартни условия. Топлинният ефект при стандартни условия се нарича стандартната топлината от реакцията и е означен # 916 Н 0298 или # 916 Н 0.
Основният закон е закон термохимия G.I.Gessa (1841 г.): Ефектът на топлина на химичния процес зависи само от началното и крайното състояние на материали и не зависи от пътя на процеса, т.е. броя и характера на междинните етапи.
По този начин, процесът на превръщане на изходните материали (държавни 1) в продукта (състояние 2) може да се извърши по няколко начина, представени на фигура 3;
Фигура 3. В енталпия промяната на времето за реакция
По закон процес Hess термичен ефект може да се изчислява, както следва:
Според разследването на закона Хес: топлината от реакцията е равна на разликата между сумата на енталпиите на образуване на продуктите на реакцията и на сумата от енталпиите на образуване на изходните материали при отчитане на стехиометрични коефициенти:
За изчисляване на топлината от реакцията е използван енталпия (топлина) образуване вещества. Енталпия на образуване се нарича топлинна ефект на реакцията на 1 мол вещество от прости вещества.
В топлинен ефект, указват # 916 Н 0 мод 298 или # 916 Н 0 F, 298. където е е индекс - формация (обучение). Често един от индексите потопени. В топлинен ефект на прости вещества, които са стабилни при стандартни условия (кислород газ O2 (G). Течен бром Br2 (д). Кристален йод I2 (к). Ромбично сяра S (п). Въглерод С (графит), и т.н.) са равни на нула.
Топлинен ефект се нарича енталпия промяна на образуване на реакцията на 1 мол от съединение с прости вещества измерени в стандартни условия.
Използване термохимични изчисления може да се определи на топлината от реакцията, химическа енергия, решетка енергия, междумолекулни взаимодействия, енталпия на разтваряне и разтваряне (хидратация), енергични реакции на фазови превръщания т.н.
Стойности на стандартните енталпии на образуване на редица вещества са показани в допълнение 1.
Пример №4. На osnovaniiznacheny изчисли топлинен ефект на топлината от реакцията, сключва екзотермична или ендотермичен е:
Решение. Махни от приложението. 1 стойности на стандартни енталпии на образуването на вещества: