Визначення теплового ефекту реакції

Розрахункові роботи

Теплові ефекти реакції можна визначити на основі закону Гесса, згідно якого тепловий ефект реакції не залежить від шляху переходу при збереженні постійними початкових і кінцевих умов досліду (р,V). Якщо речовини А, В, С, перетворюються в D, E, F, то будемо мати такі рівняння.

Q₃

Q₂ Q₄

Q₁

А, В, С D, E, F

Q₅ Q₈

Q₆ Q₇

Q₁= Q₂ + Q₃ + Q₄ = Q₅ + Q₆ + Q₇ + Q₈

При рішенні термохімічних рівнянь їх можна складати і віднімати, як і при рішенні алгебраїчних рівнянь. При розрахунках теплових ефектів особливо важливі є два теплових ефекти:

- теплота утворення;

- теплота згоряння.

Теплотою утворення називається тепловий ефект реакції утворення хімічних сполук із складових його простих речовин, стійких при даних умовах. Теплота утворення SiO₂ = 210тис. кал. або 210 Ккал. Це значить що при з'єднанні одного атома кремнію і 1 моля кисню виділяється тепло 210 Ккал.

Si + O₂ = SiO₂ = 210000 Кал; ΔН⁰_sio2 = - 210 Ккал.

Теплоти, як правило, відносять до 1 моля утвореної сполуки. Значення теплових ефектів дають при 25⁰ С і при тиску 1 атмосфера Теплотою згоряння називається тепловий ефект реакції взаємодії речовини з киснем з утворенням стабільних окислів (Н₂О; СО₂; SiO₂). Теплота згоряння дорівнює різниці між теплотами згоряння продуктів реакції і теплотами згорання вихідних речовин. Але ця різниця повинна бути взята з протилежним знаком.

Знаючи теплоту згорання алмазу і графіту, можна розрахувати теплоту перетворення графіту в алмаз, бо експериментально це важко визначити.

С _{графіту.}+ О₂ = СО₂ +94 Ккал

С _алмазу + О₂ = СО₂ +94,5 Ккал

С _граф. = С _алмаза – 500 кал

1) Розглянемо реакцію одержання А1₂(SР₄)₃ при t = 25⁰С з кристалічного А1₂О₃ і газоподібного SО_3. Напишемо термохімічне рівняння реакції утворення всіх речовин.

А1₂О₃ + 3 SО₃ → А1₂ (SО₄)₃

ΔН⁰_{утворення} 298 ⁰К\моль

Q _{утворення} = - 400 Ккал\ моль = - 821000 кал\моль

ΔН _х = Σ (nΔН _утвор)_кінц - Σ (nΔН _утвор)_поч..

n – кількість молей

ΔН _х = - (1 * (- 400400кал \ моль) + 3 * (- 94400кал \ моль)) + 1 * (- 821 Ккал\ моль) = - 137 Ккал \ моль

Розрахувати тепловий ефект реакції

Fe₃ O₄ + 4OC → 3 Fe +4OC₂ , якщо теплові ефекти утворення складових реакції дорівнюють:

Fe₃ O₄ = -266,9 Кал

СО = - 26,42 Ккал

ΔН _х = -3,82 Кал

OC₂ = - 94,1 Кал

Fe =0 кал

Підставляючи ці значення в формулу

ΔН _{х утв.} = (qΔН _утвQ + r ΔН _утв R) – (bΔН _утвB + dΔН _утв D), знаходимо, що тепловий ефект реакції ΔН _х = -3,82 Кал

Відповідь:ΔН _х = - 3,82 Кал

Дата добавления: 2015-05-26