Термохимические уравнения включают в себя кроме химических формул тепловой эффект реакции. Числовое значение в уравнении реакции строго соответствует количествам веществ, участников реакции, т.е. коэффициентам. Благодаря этому соответствию, можно установить пропорциональные отношения между количеством вещества или массой и количеством теплоты в этой реакции.
Например: Термохимическое уравнение разложения малахита (CuOH)2 CO3 = 2CuO + H 2 O + CO 2 - 47 кДж
Тепловой эффект химической реакции или изменение энтальпии системы вследствие протекания химической реакции — отнесенное к изменению химической переменной количество теплоты, полученное системой, в которой прошла химическая реакция и продукты реакции приняли температуру реагентов.
Энтальпия (от греч. enthálpo — нагреваю) (теплосодержание, тепловая функция Гиббса), потенциал термодинамический, характеризующий состояние термодинамической системы при выборе в качестве основных независимых переменных энтропии S и давления р.
Изменения энтальпии, происходящие при химической реакции или фазовом превращении, могут варьировать в зависимости от температуры, давления и физического состояния веществ, участвующих в рассматриваемом процессе.
ΔH=H2 – H1
Термохимические уравнения включают в себя кроме химических формул тепловой эффект реакции. Числовое значение в уравнении реакции строго соответствует количествам веществ, участников реакции, т.е. коэффициентам. Благодаря этому соответствию, можно установить пропорциональные отношения между количеством вещества или массой и количеством теплоты в этой реакции.
Например: Термохимическое уравнение разложения малахита
(CuOH)2 CO3 = 2CuO + H 2 O + CO 2 - 47 кДж
Мы видим, что на разложение 1 моля малахита необходимо израсходовать 47 кДж, при этом образуется 2 моля оксида меди, 1 моль воды и 1 моль углекислого газа. Если мы затратим энергии в 2 раза больше, мы сумеем разложить 2 моля малахита, при этом получим 4 моля оксида меди, 2 моля воды и 2 моля углекислого газа.
Важнейшей величиной в термохимии является стандартная теплота образования (стандартная энтальпия образования). Стандартной теплотой (энтальпией) образования сложного вещества называется тепловой эффект (изменение стандартной энтальпии) реакции образования одного моля этого вещества из простых веществ в стандартном состоянии. Стандартная энтальпия образования простых веществ в этом случае принята равной нулю.
В термохимических уравнениях необходимо указывать агрегатные состояния веществ с помощью буквенных индексов, а тепловой эффект реакции (ΔН) записывать отдельно, через запятую. Например, термохимическое уравнение
4NH3(г) + 3O2(г) → 2N2(г) + 6H2O(ж), ΔН=-1531 кДж
показывает, что данная химическая реакция сопровождается выделением 1531 кДж теплоты, при давлении 101 кПа, и относится к тому числу молей каждого из веществ, которое соответствует стехиометрическому коэффициенту в уравнении реакции.
В термохимии также используют уравнения, в которых тепловой эффект относят к одному молю образовавшегося вещества, применяя в случае необходимости дробные коэффициенты.
Энтальпия – термодинамическая функция, характеризующая состояние системы (как и внутренняя энергия). Абсолютное значение энтальпии системы определить невозможно. Поэтому рассчитывают изменение энтальпии «ΔН» которое относят к 1 молю и размерность термодинамической функции энтальпия выражают в кДж/моль.
Для сравнения энтальпии различных систем значения этих величин приводят к одинаковым (стандартным) условиям. В качестве стандартных условий в химической термодинамике выбраны: температура 298°К /25°С/ и давление 101, З кПа /1 атм/.
Величины ΔU и ΔН в этих условиях называют стандартными и обозначают
ΔU°298 и ΔН°298
Из первого закона термодинамики следует, что для процессов, идущих при постоянном давлении «Теплота, подведенная к системе расходуется на приращение энтальпии системы”.
Qр = Нк – Нн = ΔН ,
где Н К – энтальпия системы конечного состояния,
Н Н - энтальпия системы начального состояния,
Каждая химическая реакция сопровождается выделением или поглощением тепла. Количество выделенной или поглощенной теплоты называют тепловым эффектом. Тепловой эффект реакции при постоянном давлении /Qp / называют энтальпией реакции /ΔН/.
Химические реакции, сопровождающиеся выделением тепла системой в окружающую среду, называются экзотермическими. Для экзотермических реакций энтальпия реакции имеет отрицательное значение, т.к. энтальпия образования продуктов меньше, чем энтальпия образования исходных веществ (ΔΗ<0). Результатом экзотермической реакции является повышение температуры системы.
Химические реакции, сопровождающиеся поглощением тепла системой из окружающей среды, называются эндотермическими. Для эндотермических реакций энтальпия реакции имеет положительное значение, т.к. энтальпия образования продуктов больше, чем энтальпия образования исходных веществ (ΔΗ > 0). Результатом эндотермической реакции является понижение температуры системы.
.jpg)
.jpg)
