Термохимия

Термохимия - галузь фізичної хімії, завданням якої є розрахунок теплових ефектів при фазових переходах і протіканні хімічний реакцій.

Основою термохіміі є закон Гесса: Тепловий ефект процесу в ізобарно-ізотермічних умовах (Δ Н) і ізохорно- ізотермічних (Δ U) умов не залежить від шляху процесу і визначається тільки початковим і кінцевим станами системи.

Для конкретних розрахунків, наприклад теплових ефектів хімічних реакцій, використовуються слідства із закону Гесса.

Слідство 1: Тепловий ефект реакції дорівнює різниці теплот утворення продуктів реакції і вихідних речовин з урахуванням стехіометричних коефіцієнтів учасників реакції.

Наприклад, для реакції:

Величини стандартних теплот утворення різних речовин Δ H0бр наведені в різних довідниках з хімії та фізичної хімії та в таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 - Стандартні ентальпії утворення речовин Речовина Δ H 0бр кД ж / моль Речовина Δ H 0бр кД ж / моль Речовина Δ H 0бр, кДж / моль А1203 (корунд) -1675 СН3СНО (г) -51,0 Mg (OH) 2 -924,66 A12 (SO ") 3 (kP) -3434 СгНОЩж) -277,6 NH3 -46,19 СаСОз -1206 С12 0 NH4C1 (tb) -315,39 СаО -635,1 СО -110.5 NO 90, 37 Са (ОН) 2 -986,2 со2 -393,5 N02 33,89 СІ, -74,85 СОС12 (г) -223,0 NA 9,37 С2Н4 52,28 Н2 0 O2 0 СА 20,41 НС1 (г) -92,3 S (poM6) 0 СбЩж) 49,04 НЗО -285,84 S02 -296,9 СбН12 (ж) -179,3 Наг) -241,84 S02Cl2 (r) -358,7 СНзОН (ж) -238,7 Мйо -601,24 S03 -395,2

Слідство 2: Тепловий ефект реакції дорівнює різниці теплот згоряння вихідних речовин і продуктів реакції з урахуванням стехіометричних коефіцієнтів учасників реакції.

Для реакції (1.1) в ізобарно-ізотермічних умовах

Другий наслідок із закону Гесса зазвичай використовується для теплових розрахунків органічних реакцій, т. К. Більшість органічних речовин можна спалити до оксидів вуглецю та води.

У таблицях довідників наведено величини ентальпій освіти і згоряння речовин Δ H, тому для розрахунку теплових ефектів реакцій в ізохорно-ізотермічних умовах, чисельно рівних зміни внутрішньої енергії Δ Uсістеми в ході реакції, використовують відому взаємозв'язок цих величин:

З рівняння (1.4) випливає, що різницю між Δ H і Δ U забезпечує зміна обсягу системи Δ V ст процесі. Отже, речовини в конденсованої фазі (рідкої або твердої), обсяг кото-1 брало в процесах практично незмінний, не дають внесок в різницю між Δ H і Δ U. Тому при підрахунку Δn за рівнянням (1.6) стехіометричні коефіцієнти речовин в конденсованої фазі прирівнюються до нуля, тобто не враховуються.