Цеплыня адукацыі - гэта што такое?

Пагаворым пра тое, што ўяўляе сабой цеплыня адукацыі, а таксама вызначым тыя ўмовы, якія называюць стандартнымі. Для таго каб разабрацца ў гэтым пытанні, высветлім адрозненні паміж простымі і складанымі рэчывамі. Каб замацаваць паняцце «цеплыня адукацыі», разгледзім канкрэтныя хімічныя ўраўненні.

Стандартная Энтальпія адукацыі рэчываў

У рэакцыі ўзаемадзеяння вугляроду з газападобных вадародам вылучаецца 76 кДж энергіі. У гэтым выпадку дадзеная лічба - гэта цеплавой эфект хімічнай рэакцыі. Але гэта і цеплыня адукацыі малекулы метану з простых рэчываў. "Чаму?" - спытаеце вы. Гэта тлумачыцца тым, што зыходнымі кампанентамі былі вуглярод і вадарод. 76 кДж / моль будзе той энергіяй, якая хімікамі называецца "цеплыня адукацыі".

Табліцы з дадзенымі

У термохимии існуюць шматлікія табліцы, у якіх пазначаны цеплыні адукацыі розных хімічных рэчываў з простых рэчываў. Напрыклад, цеплыня адукацыі рэчывы, формула якога CO _2, у газападобным стане мае паказчык 393,5 кДж / моль.

практычнае значэнне

Навошта патрэбныя дадзеныя велічыні? Цеплыня адукацыі - гэта велічыня, якая ўжываецца пры правядзенні разліку цеплавога эфекту любога хімічнага працэсу. Для таго каб праводзіць падобныя разлікі, спатрэбіцца прымяненне закона термохимии.

Термохимия

Ён з'яўляецца асноўным законам, які тлумачыць энергетычныя працэсы, назіраныя ў працэсе ажыццяўлення хімічнай рэакцыі. Падчас ўзаемадзеяння назіраюцца якасныя пераўтварэнні ў рэагуе сістэме. Адны рэчывы знікаюць, замест іх з'яўляюцца новыя кампаненты. Такі працэс суправаджаецца зменай у сістэме ўнутранай энергіі, выяўляецца гэта ў выглядзе працы альбо цеплыні. Праца, якая звязаная з пашырэннем, для хімічных ператварэнняў мае мінімальны паказчык. Цеплыня, якая выдаткоўваецца пры ператварэнні аднаго кампанента ў іншае рэчыва, можа быць вялікі велічынёй.

Калі разглядаць разнастайныя ператварэння, практычна для ўсіх назіраецца паглынанне альбо вылучэнне пэўнага колькасці цяпла. Для тлумачэння падзей, якія адбываюцца з'яў быў створаны спецыяльны раздзел - термохимия.

закон Геса

Дзякуючы першаму пачатку тэрмадынамікі стала магчымым праводзіць разлік цеплавога эфекту ў залежнасці ад умоў правядзення хімічнай рэакцыі. Грунтуюцца разлікі на асноўным законе термохимии, а менавіта на законе Геса. Прывядзем яго фармулёўку: цеплавой эфект хімічнага ператварэння звязаны з прыродай, пачатковым і канчатковым станам рэчыва, ён не звязаны з шляхам правядзення ўзаемадзеяння.

Што вынікае з дадзенай фармулёўкі? У выпадку атрымання пэўнага прадукту няма неабходнасці ўжываць толькі адзін варыянт ўзаемадзеяння, можна праводзіць рэакцыю разнастайнымі спосабамі. У любым выпадку, як бы вы ні атрымлівалі шуканае рэчыва, цеплавой эфект працэсу будзе нязменнай велічынёй. Для яго вызначэння трэба сумаваць цеплавыя эфекты ўсіх прамежкавых ператварэнняў. Дзякуючы законе Геса стала магчымым выкананне разлікаў лікавых паказчыкаў цеплавых эфектаў, што немагчыма правесці ў каларыметр. Да прыкладу, колькасна цеплыня адукацыі рэчывы угарнага газу вылічаецца па законе Геса, а вось шляхам звычайных досведаў вызначыць яе вам не ўдасца. Менавіта таму так важныя спецыяльныя тэрмахімічная табліцы, у якіх унесены лічбавыя велічыні для розных рэчываў, пэўныя пры стандартных умовах

Важныя моманты ў вылічэннях

Улічваючы тое, што цеплыня адукацыі - гэта цеплавой эфект рэакцыі, асаблівае значэнне мае агрэгатны стан разгляданага рэчывы. Напрыклад, пры правядзенні вымярэнняў прынята лічыць стандартным станам вугляроду графіт, а не алмаз. Таксама ўлічваюць ціск і тэмпературу, гэта значыць тыя ўмовы, у якіх першапачаткова знаходзіліся рэагуюць кампаненты. Дадзеныя фізічныя велічыні здольныя аказваць на ўзаемадзеянне істотны ўплыў, павышаюць альбо паніжаюць велічыню энергіі. Для таго каб выконваць асноўныя разлікі, у термохимии прынята выкарыстоўваць канкрэтныя паказчыкі ціску і тэмпературы.

стандартныя ўмовы

Паколькі цеплыня адукацыі рэчывы - гэта вызначэнне велічыні энергетычнага эфекту менавіта пры стандартных умовах, вылучым іх асобна. Тэмпература для разлікаў выбіраецца 298 К (25 градусаў па шкале Цэльсія), ціск - 1 атмасфера. Акрамя таго, важным момантам, на які варта звярнуць увагу, з'яўляецца той факт, што цеплыня адукацыі для любых простых рэчываў роўная нулю. Гэта лагічна, бо простыя рэчывы не ўтвараюць самі сябе, гэта значыць не адбываецца выдаткоўвання энергіі для іх узнікнення.

элементы термохимии

Дадзеная частка сучаснай хіміі мае асаблівае значэнне, бо менавіта тут праводзяць важныя вылічэнні, атрымліваюць канкрэтныя вынікі, якія прымяняюцца ў цеплаэнергетыкі. У термохимии існуе мноства паняццяў і тэрмінаў, якімі важна апераваць, каб атрымліваць жаданыя вынікі. Энтальпія (ΔН) сведчыць пра тое, што хімічнае ўзаемадзеянне адбывалася ў замкнёнай сістэме, не было ўплыву на рэакцыю з боку іншых рэагентаў, пастаянным быў ціск. Такое ўдакладненне дазваляе весці гаворку аб дакладнасці выконваемых разлікаў.

У залежнасці ад таго, якую менавіта рэакцыю разглядаюць, велічыня і знак атрымоўванага цеплавога эфекту могуць істотна адрознівацца. Так, для ўсіх ператварэнняў, якія прадугледжваюць разлажэнне аднаго складанага рэчыва на некалькі больш простых кампанентаў, мяркуецца паглынанне цеплыні. Рэакцыі злучэння мноства зыходных рэчываў у адзін, больш складаны прадукт суправаджаюцца вылучэннем істотнага колькасці энергіі.

заключэнне

Пры вырашэнні любой тэрмахімічнай задачы ўжываюць адзін і той жа алгарытм дзеянняў. Спачатку па табліцы вызначаюць для кожнага зыходнага кампанента, а таксама для прадуктаў рэакцыі велічыню цеплыні адукацыі, не забываючыся на агрэгатным стане. Далей, узброіўшыся законам Гесса, складаюць раўнанне для вызначэння шуканай велічыні.

Асаблівую ўвагу трэба надаваць ўліку стереохимических каэфіцыентаў, наяўных перад зыходнымі альбо канчатковымі рэчывамі ў канкрэтным раўнанні. Калі ў рэакцыі ёсць простыя рэчывы, то іх стандартныя цеплыні адукацыі роўныя нулю, гэта значыць такія кампаненты не аказваюць уплыву на які атрымліваецца пры разліках вынік. Паспрабуем выкарыстоўваць атрыманую інфармацыю на канкрэтнай рэакцыі. Калі ўзяць у якасці прыкладу працэс адукацыі з аксіду жалеза (Fe ³⁺⁾ чыстага металу шляхам узаемадзеяння з графітам, то ў даведніку можна знайсці велічыні стандартнай цеплыні адукацыі. Для аксіду жалеза (Fe ³⁺⁾ яна складзе -822,1 кДж / моль, для графіту (простага рэчывы) яна роўная нулю. У выніку рэакцыі утвараецца угарны газ (CO), для якога гэты паказчык мае значэнне - 110,5 кДж / моль, а для які вылучаецца жалеза цеплыня адукацыі адпавядае нуля. Запіс стандартнай цеплыні адукацыі дадзенага хімічнага ўзаемадзеяння характарызуецца наступным чынам:

ΔН _аб 298 = 3 × (-110,5) - (-822,1) = -331,5 + 822,1 = 490,6 кДж.

Аналізуючы атрыманы па законе Геса лікавы вынік, можна зрабіць заканамерная выснова аб тым, што гэты працэс з'яўляецца эндотермическим ператварэннем, гэта значыць ён мяркуе затрачивание энергіі на рэакцыю аднаўлення жалеза з яго трохвалентнага аксіду.