Топлинни ефекти и енталпия на образуването. Въведение в термохимията

Енталпията на образуването е важно термодинамично свойство химично вещество, който показва колко енергия в молекулярната му структура може да се превърне в топлина, е една от ключовите концепции на термодинамичната химия. Този клон на науката е ангажиран с изучаването на температурните характеристики на различните реакции и тяхната зависимост от различни физико-химични параметри, топлинна мощност и фазови преходи. Енталпията на образуването (от гръцкото "енталпио" - "топлина") на химичните съединения определя необходимото количество енергия, за да създаде сложна субстанция от прости елементи, които обикновено се приемат в най-стабилното състояние.

Например, за водород, азот или кислород, това е газообразна форма, за въглерод е графит, а за бром - състоянието на течността. Енталпията на образуването е изключително важно термохимично свойство, тъй като позволява не само успешно решаване на теоретичните проблеми, но и разработване на различни химични технологии и създаване на необходимото оборудване за тяхното изпълнение. И това е възможно само ако има надеждна и научно обоснована информация за физикохимичните и термодинамичните свойства на различните съединения. Тази информация често съставлява повече от петдесет процента от първоначалните данни при проектирането на сложно оборудване за научни експерименти или промишлени цели.

Следователно, изследването на такива свойства на различни вещества като енталпията на образуването днес е една от приоритетните области на термохимията, където термодинамичните реакционни уравнения за да определите дадена стойност. Тя трябва да бъде посочена в тях агрегатно състояние от това вещество и топлинният ефект се счита за един от продуктите за взаимодействие.

Топлината на реакцията, включително енталпията на образуването на материята, се определя чрез различни видове калориметри. Така наречената калориметрична бомба е добре затворен контейнер с термостатичен тип, в който топлината е освободена в резултат химическа реакция, се използва само за повишаване на температурата във вътрешното пространство. В калориметъра има реагиращи вещества и самият ход на реакцията се инициира по различни начини. Тогава температурата на вътрешната среда се измерва с помощта на термометър или термодвойка.

По този начин се измерва стандартната енталпия на образуването на много хиляди вещества. Всички получени данни се записват внимателно и педантично в специални справочници и таблици. Също така енталпията на образуване на различни вещества може да се изчисли математически, като се използват подобни количества реагиращи вещества и продукти от тяхната реакция. За това се използват горепосочените термодинамични уравнения.

Обикновени вещества почти винаги имат енталпията на образуването, равна на нула. Какво се има предвид и при изчисленията. И това термодинамично свойство, например, за фосфорен трихлорид може да се изчисли по следната формула:

P (sv) + 1frac12-С₃ = РС (ж.)

За газообразните метали (Fe, AL), енталпията на образуването е неземен и представлява термохимична трансформация при преминаване от твърдо състояние (стандартно) към газово състояние. Такава стойност се възприема като енталпията на изпарението, наричана също пулверизация.