КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Краткий исторический очерк. Большинство химических процессов, как в природе, так и в лаборатории, и в промышленности протекает не при постоянном объёмеТЕРМОХИМИЯ Энтальпия
Большинство химических процессов, как в природе, так и в лаборатории, и в промышленности протекает не при постоянном объёме, а при постоянном давлении. При этом часто из различных видов работы совершается только один - работа расширения, равная произведению давления на изменение объёма системы: w = рDV. В таком случае уравнение первого начала термодинамики можно записать в виде DU = Qр - рDV или Qр = DU + рDV (индекс Р показывает, что количество теплоты измеряется при постоянном давлении). Заменяя изменения величин на соответствующие разности, получаем: Qp = U2 - U1 + p (V2 - V1) откуда Qp = (U2 + pV2) - (U1 + pV1) или Qp = (U + pV) 2 - (U + pV) 1 = H2 - H1 Так как p и V - параметры состояния, а U - функция состояния, то сумма U + рV = Н тоже является функцией состояния. Эта функция называется энтáльпией. Таким образом, теплота, поглощаемая или выделяемая системой в процессе, идущем при постоянном давлении, равна изменению энтальпии: Qp = DH. Между изменением энтальпии и изменением внутренней энергии системы существует взаимосвязь, выражаемая уравнениями DН = DU + DnRT или DU = DН - DnRT, которые можно получить с использованием уравнения Менделеева - Клапейрона pV = nRT, откуда pDV = DnRT. Величины DН различных процессов относительно легко измеряются с помощью калориметрических установок, работающих при постоянном давлении. Вследствие этого изменение энтальпии находит широкое применение при термодинамических и термохимических исследованиях. Размерность СИ энтальпии - Дж/моль. Следует помнить, что абсолютное значение энтальпии, как и внутренней энергии, не может быть вычислено с помощью уравнений термодинамики. Но для химической термодинамики и для термохимии необходимы главным образом изменения энтальпии в каких-либо процессах.
ГЛАВА 2
2.1. Термохимия, её задачи и значение
Термохимия - раздел химической термодинамики, занимающийся определением тепловых эффектов химических реакций и установлением их зависимости от различных условий. В задачу термохимии входит также измерение теплоёмкостей веществ и теплот фазовых переходов (в том числе процессов образования и разбавления растворов). Данные термохимии используются в теоретической химии и применяются на практике для расчётов эффективности химической аппаратуры (лабораторных и заводских установок), оптимальных режимов процессов (в том числе синтеза лекарственных веществ); при изучении биохимических и биофизических процессов.
Еще М.В.Ломоносов в своей программе физико-химических исследований придавал большое значение изучению характера теплового эффекта, которым сопровождается процесс растворения. Существенный вклад в разработку калориметрии внес Г.В.Рихман. На основе его работ в дальнейшем были даны определения важнейших физических величин - единицы количества теплоты (калории) и теплоёмкости вещества. Первый калориметр изобрел Дж.Блэк. С его помощью он в 1759 - 63 г.г. провел первые измерения теплоёмкости веществ и теплот испарения и плавления. Он же впервые указал на разницу между количеством теплоты и температурой. На основе работ Дж.Блэка и других исследователей А.Л.Лавуазье и П.Лаплас сконструировали ледяной калориметр, с помощью которого в 1782 - 83 гг. измерили удельную теплоёмкость многих жидких и твёрдых тел, а также теплоту растворения серной кислоты, теплоты горения угля и серы. Для последующего развития термохимии исключительное значение имело их заключение о том, что теплота химической реакции - величина, характерная для образования каждого данного соединения. Из исследователей, работавших после А.Лавуазье и П.Лапласа, следует отметить П.Дюлонга и А.Пти, открывших в 1818 г. закон теплоёмкости твёрдых тел; С.Депре (1824) и в особенности Х.П.Ю.Ю.Томсена и П.Э.М.Бертло, в 1867 г. сформулировавших правило, согласно которому всякий простой или сложный химический процесс сопровождается тепловым эффектом и в системе взаимодействующих веществ наиболее вероятен тот процесс, который протекает с наибольшим выделением теплоты («принцип Бертло – Томсена»).Хотя впоследствии выяснилось, что этот принцип неверен, он оказал большое влияние на развитие термохимии и термодинамики. Как самостоятельная наука термохимия выделилась после работ петербургского академика Г.И.Гесса, с 1830 по 1850 г. проведшего ряд разнообразных, но построенных по единой продуманной системе калориметрических исследований, обогативших науку важнейшими выводами и закономерностями, и открывшего основной закон термохимии - закон Гесса. В дальнейшем большой вклад в развитие термохимии внесли Р.Бунзен, В.Ф.Лугинин, вместе с П.Э.М.Бертло сконструировавший калориметрическую бомбу, и создавший в 1891 г. первую в России термохимическую лабораторию при Московском университете и др. В 1858 - 59 гг. Г.Р.Кирхгофф открывает основные законы теплового излучения и зависимости теплоты процесса от температуры.
Дата добавления: 2014-01-06; Просмотров: 451; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |