Следствия из закона Гесса

Стандартное состояние и стандартные условия.

Из закона Гесса вытекает ряд следствий, из которых два наиболее широко используются при расчете тепловых эффектов химических процессов. Но перед их рассмотрением следует разобрать вопрос о стандартизации термохимических вычислений.

Сопоставление тепловых эффектов и проведение термохимических расчетов привело к необходимости введения понятий стандартного теплового эффекта и стандартного состояния вещества, а также определения стандартных условий. Поскольку химические превращения весьма разнообразны, возникает проблема выбора начала отсчета энергетических величин. Рассчитывая различные величины, например, изменение энтальпии в реакции, далее можно находить параметры исследуемых процессов в заданных условиях.

Учитывая, что в химических реакциях элементы друг в друга не превращаются, в качестве нуля отсчета берут совокупность всех химических элементов в виде простых веществ, находящихся в наиболее устойчивых формах при 25 ^оС. Например, углерод берут в виде графита, бром – в виде жидкости. Исключения сделаны для фосфора и олова: для фосфора принимают за базисное вещество белый фосфор (соединение Р ₄), а для олова – белое олово (b-олово), так как эти вещества более доступны. Эта выбранная совокупность простых веществ образует базис для проведения термохимических расчетов, а каждое простое вещество, входящее в базис, называется базисным.

Для выполнения термодинамических расчетов используют параметры вещества в стандартном состоянии. Стандартное состояние выбрано в соответствии с рекомендацией ИЮПАК следующим образом:

1) температура вещества в стандартном состоянии равна температуре системы: Т = Т (системы);

2) давление над веществом или давление газообразного вещества в стандартном состоянии равно 1 бар:

.

(Ранее в качестве стандартного состояния использовалась 1 атм = 101325 Па.)

3) Для газообразных веществ в качестве стандартного состояния выбирают гипотетическое состояние в виде идеальных газов.

4) Для жидких и твердых веществ в качестве стандартных состояний берут реальные состояния при давлении 1 бар и температуре Т.

Термодинамические величины, характеризующие вещества в стандартном состоянии, называются стандартными, а для их обозначения используют верхний индекс «градус», например

.

Под стандартным тепловым эффектом реакции понимают величину, когда все участники реакции находятся в стандартных состояниях.

Для проведения термодинамических расчетов необходимо располагать информацией о термодинамических параметрах каждого вещества при любой температуре. Чтобы пользоваться такой информацией, целесообразно задаться некоторым значением температуры T ₀, которое следует принять за начало отсчета.

В качестве T ₀ (начала отсчета) используют температуру, равную 298,15 К (25 ^оС). Для сокращения записи вместо значения 298,15 К часто пишут просто 298 К или T ₀.

Вещества в стандартном состоянии при температуре T₀ находятся в стандартных условиях.

Теперь рассмотрим важнейшие для термохимических расчетов следствия из закона Гесса.

Дата добавления: 2014-01-04