Теплоты химических реакций и их связь с изменением термодина-мических функций

Стехиометрическое уравнение химической реакции и химическая переменная.

Обычная запись уравнения химической реакции

ên_A ê A + ên_B êB = n_C C + n_D D,

или в общем виде,

0 = ,

где n_k – стехиометрический коэффициент с учетом знака: для реагентов он отрицателен, а для продуктов положителен. Это очень удобно для обработки на компьютере. Cтехиометрическое уравнение связывает изменения чисел молей всех веществ, участвующих в реакции

3H₂ + N₂ = 2NH₃

n_k -3 -1 2

ξ - называется химической переменной, степенью превращения, глубиной протекания реакции, координатой реакции или пробегом и является важнейшей характеристикой протекания реакции в закрытой системе, так как все изменения количества различных веществ могут быть описаны изменением одного этого внутреннего параметра. С помощью него легко составить уравнения материального баланса в закрытой системе с химической реакцией:

Þ n_k = n_kо + n_k x, (2.11)

где n_kо и n_k -количество молей k-го вещества в начальный момент реакции и на любом ее этапе соответственно.

4.2.2.1. Теплота при постоянном объеме

Теплотой химической реакции называют количество тепла, которое выделяется(–) или поглощается(+) за один пробег химической реакции (т.е. при полном превращении реагентов в продукты в мольных количествах, соответствующих стехиометрическим коэффициентам), при постоянном объеме, постоянной температуре и отсутствии полезной работы.

Если W’ = 0, то U = f (T, V, ξ); Q_v = DU Þ = . (2.12)

4.2.2.2. Теплота при постоянном давлении.

Аналогичные рассуждения приводят к выражению теплоты реакции при постоянном давлении через изменение энтальпии

Q_р = DН Þ =, при р=const, T=const, W’ = 0, x = 1. (2.13)

Дата добавления: 2013-12-12