Топлотата на образованието е какво?

Нека да поговорим за това какво представлява топлината на образуване, а също така да дефинираме тези условия, които се наричат ​​стандартни. За да разберем този въпрос, ще изясним разликите между прости и сложни вещества. За да се консолидира понятието "топлина на образуване", ще разгледаме специфични химически уравнения.

Стандартната енталпия на образуването на вещества

При взаимодействието на въглерода с водородния газ се освобождават 76 kJ енергия. В този случай тази цифра е топлинният ефект химична реакция. Но това е и топлината на образуване на метановата молекула от прости вещества. "Защо?" - питаш. Това се обяснява с факта, че първоначалните компоненти са въглерод и водород. 76 kJ / mol ще бъде енергията, която химиците наричат ​​"топлина на образуване".

Таблици с данни

В термохимията има многобройни таблици, в които се размножават различни форми химикали от прости вещества. Например топлината на образуване на вещество, чиято формула СО₂, в газообразното състояние има индекс от 393.5 kJ / mol.

Практическо значение

Защо се нуждаем от тези ценности? Топлината на образуване е количество, което се използва при изчисляване на топлинния ефект на всеки химичен процес. За да се извършат такива изчисления, ще се изисква прилагането на Закона за термохимията.

термохимия

Основният закон обяснява енергийните процеси, наблюдавани в процеса на химическа реакция. По време на взаимодействието се наблюдават качествени трансформации в реагиращата система. Някои вещества изчезват, вместо това се появяват нови компоненти. Този процес е съпроводен от промяна във вътрешната енергийна система, изразена под формата на работа или топлина. Работата, свързана с разширяването, за химическите трансформации, има минимална стойност. Топлината, освободена, когато един компонент се преобразува в друго вещество, може да бъде голямо количество.

Ако разгледаме различни трансформации, абсорбция или излъчване на определено количество топлина се наблюдава за почти всички. За да се обяснят съществуващите феномени, беше създадена специална секция - термохимия.

Хесенският закон

благодаря първият закон на термодинамиката стана възможно да се изчисли топлинният ефект в зависимост от условията за химическата реакция. Изчисленията се основават на основния закон на термохимията, а именно на закона на Хес. Нека формулировка си: термична химическа трансформация ефект, свързани с естеството, първоначалното и крайното състояние на материала, не е свързана с пътя на взаимодействие.

Какво произтича от тази формулировка? В случай на получаване на определен продукт не е необходимо да се използва само един вариант на взаимодействие, възможно е реакцията да се извърши по различни начини. Във всеки случай, без значение как ще получите желаното вещество, топлинният ефект от процеса ще бъде непроменен. За да го определим, трябва да обобщим топлинните ефекти на всички междинни трансформации. Благодарение на закона на Хес стана възможно да се правят изчисления на топлинните ефекти, които не могат да се правят в калориметър. Например, за да се определи количествено топлината на образуване на оксид вещества въглеродни изчисляват от закона на Хес, но чрез рутинни експерименти, за да го определи, че няма да успее. Ето защо специалните термохимични таблици са много важни, при които числови стойности за различни вещества, определени при стандартни условия

Важни точки в изчисленията

Предвид факта, че топлината на образуване е топлинният ефект на реакцията, агрегатно състояние разглежданото вещество. Например, когато се правят измервания, графитът се счита за стандартното състояние на въглерод, а не диамант. Също така да се вземе под внимание налягането и температурата, т.е. условията, при които първоначално съществуваха реагиращите компоненти. Тези физични количества могат да окажат значително влияние върху взаимодействието, да увеличат или намалят количеството енергия. За извършване на основни изчисления е обичайно да се използват специфични показатели за налягане и температура в термохимията.

Стандартни условия

Тъй като топлината на образуване на веществото е определянето на величината на енергийния ефект при стандартни условия, нека ги отделим отделно. Температурата за изчисленията е избрана 298 К (25 градуса по Целзий), налягането е 1 атмосфера. Освен това е важно да се обърне внимание на факта, че топлината на образуване на прости вещества е нула. Това е логично, защото прости вещества Не формирайте себе си, т.е. няма изливане на енергия за тяхното възникване.

Елементи на термохимията

Този раздел на съвременната химия има особено значение, тъй като е тук извършват важни изчисления се резултати, използвани в производството на топлинна енергия. В термохимията има много понятия и термини, които е важно да се работи, за да се получат желаните резултати. Енталпията (Delta-Н) показва, че химическа реакция се провежда в затворена система, няма ефект върху отговора от други реагенти, налягането е постоянна. Това уточнение ни позволява да говорим за точността на изчисленията.

В зависимост от това какъв вид реакция те обмислят, величината и знакът на получения топлинен ефект могат да се различават значително. Така, за всички трансформации, включващи разпадането на едно сложно вещество в няколко прости компонента, се приема абсорбция на топлина. Реакциите на комбиниране на множество изходни материали в един, по-сложен продукт се придружават от освобождаването на значително количество енергия.

заключение

При решаването на всеки термохимичен проблем се използва един и същ алгоритъм на действията. Първо, според таблицата стойността на топлината на образуване се определя за всеки първоначален компонент, както и за реакционните продукти, без да се забравя агрегатното състояние. След това, въоръжени с хесенския закон, представляват уравнението за определяне на желаното количество.

Особено внимание трябва да се обърне на отчитането на стереохимичните коефициенти, налични преди началните или крайните вещества в определено уравнение. Ако в реакцията има прости вещества, тогава стандартната им топлина на образуване е нула, т.е. такива компоненти не влияят върху получения резултат при изчисленията. Ще се опитаме да използваме получената информация за конкретна реакция. Ако вземем като пример процеса на образуване от железен оксид (Fe³⁺) от чист метал чрез взаимодействие с графит, тогава в ръководството могат да се намерят стойностите на стандартната топлина на образуване. За железен оксид (Fe³⁺), то е -822,1 kJ / mol, за графита (проста материя) това е нула. В резултат на реакцията, а въглероден моноксид (СО), за който този показател има стойност 110,5 kJ / mol, а за освободеното желязо образуването на топлина съответства на нула. Записването на стандартната топлина на образуване на дадено химическо взаимодействие се характеризира, както следва:

Делта-Н_за298 = 3 х (-110.5) - (-822.1) = -331.5 + 822.1 = 490.6 kJ.

Анализ, получено от закона Hess цифров резултат на това е възможно да се направи логически извод, че процесът е ендотермична реализация, т.е. взаимодействие на своята железен оксид намаляване енергия желязо го поема zatrachivaniya.