Злконы термохимии

Энтальпия реакции представляет собой разность между суммой энтальпий образования продуктов реакции и суммой энтальпий образования реагентов с учетом стехиометрических количеств веществ:

DH_р = S DH⁰ _прод – S DH⁰ _исх

Для некоторой реакции: аА + вВ ® сС + dD стандартная энтальпия реакции равна:

DH_р = (cDH⁰(С)+ dDH⁰(D))- (aDH⁰(A) + bDH⁰ (B))

Раздел химии, который посвящен количественному определению тепловых эффектов химических реакций, называется термохимией.

Расчет тепловых эффектов реакций, в частности при p=const, основан на двух законах термохимии.

Первый закон термохимии (открытый в конце XVIII в. французскими учеными Лавуазье и Лапласом я называемый термохимическим законом Лавуазье — Лапласа. в современной формулировке гласит: при разложении соединения на простые вещества происходит изменение энтальпии, равное (но с противоположным знаком) изменению энтальпии при образовании этого соединения из тех же простых веществ.

Энтальпию образования определить экспериментально можно не для всех веществ из-за сложности проведения или практической неосуществимости многих реакций. Значения DH⁰ приведенные в таблице, для многих веществ получены расчетным способом, основанным на втором законе термохимии, открытом в 1840 г. русским химиком Г. И. Гессом (закон Гесса).

Второй закон термохимии в современной формулировке гласит: сумма энтальпий двух или более промежуточных реакций (стадий) при переходе от исходного состояния к конечному состоянию равна энтальпии реакции, которая непосредственно ведет от исходного к конечному состоянию.

Таким образом, энтальпия реакции зависит только от вида и состояния реагентов и продуктов, но не зависит от промежуточных состояний и пути перехода от реагентов к продуктам (вторая формулировка закона Гесса).

Закон Гесса позволяет связать энтальпийные эффекты процесса, который может протекать в одну или несколько стадий, и тем самым рассчитать энтальпию той реакции, которую трудно осуществить или довести до конца.

П р и м е р. Процесс образования диоксида углерода при сжигании графита в кислороде может протекать двумя путями:

I. 2С + О₂ = 2СО; 2CO+O₂ = 2CO₂

II. С + О₂ = СО₂

Экспериментально определить энтальпию образования СО по первой реакции невозможно, так как идет вторая реакция — превращение СО в CO₂. Однако можно экспериментально определить энтальпию реакции превращений СО в CO₂, еcли получить (каким-либо другим способом) чистый СО, а затем перевести его в СО₂ сжиганием в кислороде. Кроме того, легко находится b энтальпия полного сгорания графита (путь II), т. е. энтальпия образования СО₂. Отсюда на основе закона Гесса легко рассчитать энтальпию перехода графита в СО, используя схему:

По аакону Гесса DH⁰₁+DH⁰₂=DH⁰₃, следовательно:

DH⁰(СО)= DH⁰₁/n(CO)= DH⁰₃/n - DH⁰₂/n= [(-786)-(-566)]/2=-110 кДж/моль

Дата добавления: 2014-12-17