Hess-törvény
Amikor kémiai reakciók lépnek fel minőségi változásokat a rendszerben - és eltűnnek bizonyos anyagok más képződnek. Tehát van egy változás a belső energia a rendszer, amely megnyilvánulhat a hő formájában, vagy a munka formájában. Expanziós munka többnyire kis kémiai folyamatok, hő jelentős lehet, például égési gáz vagy szén, tömény H 2SO 4 feloldjuk a vízben, miközben az oldat gyorsan eléri a forráspontja, stb
Szinte minden kémiai folyamat kíséri a felszabadulását vagy felszívódását a hő.
Tanulmányozása a hő a kémiai reakciók részt egy meghatározott részében kémia - termokémia.
A termodinamika első főtétele lehetővé teszi, hogy kiszámítja a standard képződési entalpia különböző körülmények között annak végrehajtását.
Kémiai egyenletek, amelyek együtt a kémiai képletek felsorolt anyagok reakcióhő, úgynevezett termokémiai. Jellemzően termokémiai egyenlet, hacsak, hogy tartalmazza a reakció-hő állandó nyomáson AH. és mivel az értéke AH értékek függ aggregált állapotban, amelyben a reagensek hozott termokémiai állapotban egyenletek azt mutatják, hogy betűk (k) - vagy kristályos (szilárd) - szilárd, (g) - folyadék, (d) - gáz halmazállapotú. Továbbá, azt jelzik, módosító szerrel, így például, a C (grafit), S (monoklin), stb Ezek a szimbólumok elhagyható, ha a halmazállapot nyilvánvaló.
Például, termokémiai hidrogén oxidációs reakció a kémiai termodinamika írva
A termikus hatás utal, hogy a mólszáma anyagok vesz részt a reakcióban, aszerint, hogy azok sztöchiometrikus együtthatók.
Ahhoz, hogy ez a reakció során fejlődő hő hatása AH (kJ) alapján számított 1 mol (2 g) hidrogén, 2,1 mól (16 g) és 1 mól oxigén (18 g) vízzel.
Ha a részt vevő reakciókat anyagok jelenleg csak egy kondenzált állapotban (szilárd vagy folyékony), p V - kicsi és AH U.
Ha a részt vevő reakciókat gáznemű anyagok, és a változás a mólszáma ezen anyagok a AN egyenlő folyamatot. mi zamenyayar V a ΔnRT. megkapjuk
ahol AN - változó móljainak a száma a gáz-halmazállapotú anyagok.
Ha a részt vevő reakciókat gázalakú anyagok, de a mólszáma a folyamat nem változik (AN = 0), AH = U.
A standard képződési entalpia az anyag - a entalpiája képződési reakciója 1 mól vegyület egyszerű anyagok hozott a legstabilabb módosítását 298 K és P = 10 5 Pa (vagy 1 atm.).
Ahogy jeleztük, a entalpiája képződésének egyszerű anyagok legstabilabb allotropic formák nullának tekintjük.
Tekintsük a entalpiája a következő reakciók:
Az első egyenlet írja le a kialakulását 1 mol HI (g) (AH obrHI 0298), mivel a hidrogén és jód veszik a legstabilabb halmazállapotban.
A második esetben úgy van kialakítva és két mol HI, úgy, hogy a entalpiája a reakció megfelel a 2 (AH 0 298obrHI).
Tekintsük a következő folyamatokat:
Az első egyenlet írja le a kialakulását 1 mól CaCO3 (k) (AH ° 298 arr CaCO3), mint a kalcium és oxigén hozott a legstabilabb halmazállapotban standard körülmények között, és egyszerű anyagok.
A entalpiája a második reakció nem egyenlő a entalpia képződése, mivel ebben az esetben a kialakulását 1 mól CaCO3 összetett anyagok CaO (k) és a CO2 (g).
A entalpiája égési anyagok - entalpiája oxidációs reakció 1 mól oxigén feleslegben, hogy a legmagasabb stabil oxidok és H2 O (g).
Például, a reakcióhő:
Ez megfelel az égési entalpia AH 0 égési 1 mól acetilén.
A alaptörvénye termokémia a törvény Hess. amely egy speciális esete az első főtétele.
Formálási törvény kimondja: standard képződési entalpia függ csak a természet a kezdeti és a végső állapotban az anyagok és független a reakciós útvonal.
Ez azt jelenti, hogy ha ez lehetséges bizonyos termékek, oly módon különböző módon (különböző módokon) ezen anyagok, függetlenül a választott módszer, a reakcióhő ugyanaz lesz.
Ennélfogva, a standard képződési entalpia egyenlő az összege hőhatás valamennyi közbenső szakaszaiban.
A Hess jog lehet számítani a reakcióhő, amelyek hozzáférhetetlenek a közvetlen mérés a kaloriméter (műszer mérési hőhatás). Például, képződéshő CO a szén és az oxigén nem mérhető közvetlenül, részeként a szén oxidáljuk Co2 .N 298hr 0 lehet kiszámítani a törvény szerint Hess a következő kísérleti adatok:
második, megkapjuk kivonva az első egyenlet:
A kémiai reakciók fordulhatnak elő hőfelszabadulással nevezzük exoterm, és az abszorpciós hő - endoterm.
Annak megállapításához, a entalpiája reakció az 1. és 2. törvény Hess következményei:
1 st hatás: A entalpiája kémiai reakció egyenlő a összegek különbsége a képződéshő reakció termékek és kiindulási anyagok, szorozva a sztöchiometriai arányok.
Kiszámítjuk azt az entalpia a reakció során p = const.:
kJ / mol 0 -174 33 -286 -305,3
[4 (-174) + 0] = -115 kJ
Úgy látszik, hogy N negatív HR 298 ° (exoterm reakció), az, hogy hőt és így csökkenti a belső energia a rendszer (1. ábra).
? H. endoterm folyamat
Az x koordinátája a reakció
1. ábra. Az energia diagramja exoterm és endoterm reakciók
2. hatás: A entalpiája kémiai reakció egyenlő entalpia különbség az összegeket az égési a kiindulási anyagok és a reakciótermékek, szorozva a sztöchiometriai arányok.