Второе следствие.

Тепловой эффект реакции равен разности между суммой теплот образования продуктов реакции и суммой теплот образования исходных веществ.

Под теплотой образования (энтальпией образования) понимают то количество теплоты, которое выделяется или поглощается при образовании 1 моля i-го вещества (атом, молекула, ион) из простых базисных веществ. Стандартные теплоты образования принято обозначать

.

Теплота образования простых базисных веществ при стандартных условиях принимается равной нулю:

для базисных веществ.

В справочных таблицах обычно приводятся значения стандартных энтальпий образования соединений из простых базисных веществ в стандартных условиях с обозначениями

в расчете на 1 моль образованного вещества.

Стандартная теплота образования вещества зависит не только от его природы, но и от его состояния. Так, например, теплота образования

серы ромбической ; серы моноклинной ;

серы газообразной .

Приведем некоторые примеры:

Тепловой эффект реакции

соответствует теплоте образования газообразного хлора;

соответствует теплоте образования газообразного иона хлора;

соответствует теплоте образования иона хлора в бесконечно разбавленном водном растворе;

соответствует теплоте образования газообразного хлорида водорода;

соответствует теплоте образования жидкого этанола.

Данные по стандартным теплотам образования позволяют рассчитать не только тепловые эффекты реакций, но и теплоты фазовых переходов и других физико-химических процессов. Например, для процесса испарения ацетона:

, ,

.

Закон Гесса можно использовать для расчета энтальпий самых разнообразных реакций, исходя из следующих соображений:

1) количество любого из элементов, входящих в структуры химических соединений, сохраняется в ходе реакций;

2) тепловой эффект реакции можно рассчитать, если провести мысленно реакции с начальными и конечными веществами до одних и тех же продуктов (рис. 2.2).

В соответствии со схемой:

.

Если продукты, полученные в реакциях с участием начальных и конечных веществ, являются:

а) простыми веществами, то величины D _rH _нач. и D _rH _кон. представляют собой теплоты образования с обратным знаком;

б) продуктами сгорания, то величины D _rH _нач. и D _rH _кон. представляют собой энтальпии сгорания;

в) атомами, то величины D _rH _нач. и D _rH _кон. представляют собой энергии связей;

Рис. 2.2. К расчету тепловых эффектов по закону Гесса.

г) растворенными молекулами или ионами в растворах, то величины

D _rH _нач. и D _rH _кон. представляют собой теплоты растворения.

Например, для реакции

(2.60)

можно использовать следующую схему:

Рис. 2.3. К расчету теплового эффекта реакции (2.60).

Тогда

,

что и требовалось показать.

Стандартные теплоты сгорания и образования химических соединений приводятся в справочниках физико-химических величин (справочник: табл. 30, стр. 45; табл. 44, стр. 72-91). Заметим, что в дальнейшем изложении мы введем еще ряд функций состояния, для которых также справедлив закон Гесса.

Дата добавления: 2014-01-04