Стандартна ентальпія утворення речовин
У реакції взаємодії вуглецю з газоподібним воднем виділяється 76 кДж енергії. У цьому випадку дана цифра – це тепловий ефект хімічної реакції. Але це і теплота утворення молекули метану з простих речовин. "Чому?" - запитаєте ви. Це пояснюється тим, що вихідними компонентами були вуглець і водень. 76 кДж/моль буде тією енергією, яка хіміками називається "теплота освіти".
Таблиці з даними
У термохімії існують численні таблиці, в яких вказані теплоти утворення різних хімічних речовин з простих речовин. Наприклад, теплота утворення речовини, формула якого CO 2 у газоподібному стані має показник 3935 кДж/моль.Практичне значення
Навіщо потрібні дані величини? Теплота освіти - це величина, яка застосовується при проведенні розрахунку теплового ефекту будь-якого хімічного процесу. Для того щоб проводити подібні розрахунки, буде потрібно застосування закону термохімії.
Термохимия
Він є основним законом, який пояснює енергетичні процеси, що спостерігаються в процесі здійснення хімічної реакції. Під час взаємодії спостерігаються якісні перетворення в реагуючої системи. Одні речовини зникають, замість них з'являються нові компоненти. Такий процес супроводжується зміною в системі внутрішньої енергії, проявляється це у вигляді роботи або теплоти. Робота, яка пов'язана з розширенням, для хімічних перетворень має мінімальний показник. Теплота, що виділяється при перетворенні одного компонента в інше речовина, може бути великою величиною.Якщо розглядати різноманітні перетворення, практично для всіх спостерігається поглинання або виділення певної кількості тепла. Для пояснення відбуваються явищ був створений спеціальний розділ – термохимия.
Закон Гесса
Завдяки першого початку термодинаміки стало можливим проводити розрахунок теплового ефекту в залежності від умов проведення хімічної реакції. Базуються розрахунки на основному законі термохімії, а саме на законі Гесса. Наведемо його формулювання: тепловий ефект хімічної перетворення пов'язаний з природою, початковим і кінцевим станом речовини, він не пов'язаний з шляхом проведення взаємодії. Що випливає з даної формулювання? У разі отримання певного продукту немає необхідності застосовувати лише один варіант взаємодії, можна проводити реакцію різноманітними способами. У будь-якому випадку, як би ви не отримували шукане речовина, тепловий ефект процесу буде незмінною величиною. Для його визначення потрібно підсумувати теплові ефекти всіх проміжних перетворень. Завдяки закону Гесса стало можливим виконання розрахунків числових показників теплових ефектів, що неможливо провести в калориметре. Наприклад, кількісно теплота утворення речовини чадного газу обчислюється за законом Гесса, а ось шляхом звичайних дослідів визначити її вам не вдасться. Саме тому так важливі спеціальні термохімічні таблиці, в яких внесені цифрові величини для різних речовин, визначені при стандартних умовах
Важливі моменти в обчисленнях
Враховуючи те, що теплота освіти - це тепловий ефект реакції, особливе значення має агрегатний стан аналізованого речовини. Наприклад, при проведенні вимірювань прийнято вважати стандартним станом вуглецю графіт, а не алмаз. Також враховують тиск і температуру, тобто ті умови, в яких спочатку перебували реагують компоненти. Дані фізичні величини здатні впливати на взаємодію істотний вплив, підвищують або знижують величину енергії. Для того щоб виконувати основні розрахунки, термохімії прийнято використовувати конкретні показники тиску і температури.Стандартні умови
Оскільки теплота утворення речовини - це визначення величини енергетичного ефекту саме при стандартних умовах, виділимо їх окремо. Температура для розрахунків вибирається 298 К (25 градусів за шкалою Цельсія), тиск – 1 атмосфера. Крім того, важливим моментом, на який варто звернути увагу, є той факт, що теплота освіти для будь-яких простих речовин дорівнює нулю. Це логічно, адже прості речовини не утворюють самі себе, тобто не відбувається витрачання енергії для їх виникнення.Елементи термохімії
Даний розділ сучасної хімії має особливе значення, адже саме тут проводять важливі обчислення, отримують конкретні результати, що застосовуються в теплоенергетиці. У термохімії існує безліч понять і термінів, якими важливо оперувати, щоб отримувати бажані результати. Ентальпія (ДН) свідчить про те, що хімічна взаємодія відбувалося в замкнутій системі, не було впливу на реакцію з боку інших реагентів, постійним тиск. Таке уточнення дозволяє вести мову про точності виконуваних розрахунків.В залежності від того, яку саме реакцію розглядають, величина і знак одержуваного теплового ефекту можуть істотно відрізнятися. Так, для всіх перетворень, що передбачають розкладання складної речовини одного на декілька більш простих компонентів, передбачається поглинання теплоти. Реакції з'єднання безлічі вихідних речовин в один, більш складний продукт супроводжуються виділенням значної кількості енергії.
