Efectele termice ale reacțiilor chimice

Secțiunea de Chimie Fizică, studiind schimbările de căldură în reacții chimice, numite termochimie. Principiile fundamentale de bază ale termochimie au fost stabilite mai întâi în jos M. V. Lomonosovym. Sa constatat că toate reacțiile chimice sunt însoțite abs-scheniem sau de energie termică. Reacțiile care vin de la căldură pe care-diviziuni sunt numite exotermă, și cu căldură ABS-scheniem - endoterm. Pentru reacțiile de primul tip sunt combustia cărbunelui, alcool, metan, reacție de neutralizare. Exemple de reacții endoterme: descompunerea vaporilor de apă, carbonat de calciu, hidroxid de cupru, obținându-se apă iodură, oxizi de azot din elemente.

Cantitatea de eliberare de căldură sau de absorbție la o anumită reacție chimică se numește efect termic. De obicei, este menționată și se roage reactantul exprimată în jouli. Tehnica este denumită uneori efecte termice 1kg ve există și pentru gaz - la 1 m 3.

In chimie ZNA-ki sunt folosite atunci când se referă la efectele termice ale inversul celor care sunt utilizate în termodinamică. Termodinamica sistemului furnizat la căldură pozitivă și căldura care este eliberată, - negativ. În chimie, aceeași, dimpotrivă, gura, căldura de reacție, în cazul în care sunt însoțite de căldură vyde-leniem este considerat pozitiv, iar în cazul în care absorbția de căldură - negativ.

In termochimie procese chimice acceptate scrise sub forma așa-numitelor ecuații termochimice în care decreteaza INDICA termice reacții efect. De exemplu:

Din ecuațiile (a) și (b) că, în combustia hidrogenului un mol sau metan, eliberat respectiv 285.85 și 874.92 kJ de căldură. Ecuațiile (c) și (d) arată că inter-acțiunea 1 mol de apă, cu 1 mol de carbon absorbit 129,70 kDzhteploty și la descompunerea 1 mol de carbonat de calciu este absorbit 179.08 kJ de căldură.

Cantitatea de căldură care a evoluat sau absorbită în timpul formării 1 mol dintr-un compus de substanțe simple numite termochimic căldura de formare a substanței. Căldura de formare este întotdeauna legată de 1 mol de substanță. Astfel, reacția ecuației

Rezultă că căldura de formare a 1 mol de acid clorhidric gazos, la-rav + 92,05 kJ.

Cantitatea de căldură generată sau absorbită în timpul expansiunii-peste 1 mol de substanță în compuși mai simpli se numește căldura de descompunere. De exemplu, căldura de descompunere a carbonatului de calciu este -179.08 kj.

În funcție de natura solventului și solut ve societățile proces de dizolvare poate fi însoțită de eliberarea sau absorbția căldurii. Cantitatea de căldură eliberată sau absorbită prin dizolvarea 1 mol dintr-o substanță numită căldură soluție. Căldura soluției depinde de cantitățile relative de solvent și solut.

se observă constanță de dizolvare căldură atunci când 1 mol de solut pentru mai mult de 300 moli de solvent. Astfel, căldura soluției numită număr tep loturi, absorbită sau eliberată prin dizolvarea a 1 mol de substanță într-o cantitate foarte mare de solvent, adică. E. Solventul este să ia atât de mult încât, la o diluare suplimentară sol-ra nu a fost observat nici un efect termic suplimentar.

Dizolvarea solidului în apă (sau alt solvent) este distrugerea rețelei cristaline, care, după cum se știe, este legată de consumul de energie. Simultan solute reacționează cu solventul (un hidra-ting sau Solvarea) sau formează hidrați, solvați, respectiv. proceselor de hidratare și solvatare sunt Proces-te exotermă. Prin urmare, căldura de dizolvare plierea etsya a două componente:

unde Q1 - distrugerea termică a rețelei cristaline; Q2 - căldura de hidratare sau solvatare. Înregistrează efectul termic Qpactv depinde de ce fel de termeni mai mari în magnitudine. În cazul în care substanța are un solid cristalin, re-Perii, în timpul distrugerii dizolvării zabrele sale cristaline va avea loc cu absorbția unei cantități mai mari de căldură decât este eliberată în procesul de hidratare, adică. E. Q1> Q2. Căldura de soluție în acest caz este negativ. In schimb, gura, pentru substanțele puternic hidratat și mai puțin puternic Cree cristal zăbrele Q1

Proprietățile unei substanțe pentru a se dizolva cu eliberarea sau absorbția căldurii este utilizat pe scară largă în domeniu. Astfel, o substanță cu un efect termic pozitiv ridicat utilizat în Warmers chimice, o substanță cu un efect termic negativ este utilizat pentru obținerea temperaturilor scăzute în industria frigiderelor-clorhidrici, așa-numitul încă kriogidratnyh CME.

Experiența arată că în mod tipic, procesul de neutralizare, însoțit de un efect termic pozitiv. Procesul de neutralizare reduce formarea de molecule neutre electric de apă prin neutralizarea ionilor H încărcat pozitiv + ion încărcat negativ OH -. Sa observat că neutralizarea unui acid tare cu o bază tare în soluție apoasă are același efect termic: circa 57,32 kJ per gram-echivalent de acid sau bază (legea termică constantă de neutralizare). De exemplu:

t. e. pentru ambele reacții

că mai precis reprezentate sub forma

Astfel, căldura de neutralizare se referă la cantitatea de căldură care este eliberată în timpul interacțiunii acidului feed-gram echivalent cu gram-echivalent de alcaline. Drept căldură constantă de neutralizare nu este observată în neutralizarea acizilor slabi, baze slabe: căldura de neutralizare a LES-ceaiuri este mai mică decât interacțiunea acizilor și bazelor puternice. Acest lucru se datorează faptului că în reacțiile mai slabe electro-LTL efect termic impus de neutralizare a căldurii de disociere și a altor fenomene.

Când amestecarea soluțiile diluate de săruri ef-fect termice nu au fost observate. Astfel, prin reacția în soluție

nu au fost observate separarea sau absorbția căldurii. Acest fenomen, al (thermoneutral lege) a fost deschis G. I. Gessom în 1841 și datorită faptului că nu au existat modificări semnificative, cu participarea la procesul de ion (Li + K + C1 - .. Și Br -) nu este un pro-vine. Cu toate acestea pentru procesele ireversibile termoneytral legii-Ness nu se realizează. De exemplu, în reacția

precipita și deține căldura de reacție (căldura de depunere).

Un alt concept important pentru termochimie - căldura de combustie. Căldura de ardere a unei substanțe este cantitatea de căldură care este eliberată în timpul arderii complete a unui mol de substanță într-un curent de oxigen. În special, în timpul arderii substanțelor organice carbon-tijă este oxidat la bioxid de carbon, hidrogen - apa de adaos, etc. De exemplu: ..

Combustia alimente de căldură într-un organism viu este sursa de energie, din cauza care efectuează etsya-l rulează.

determinarea calorifică de ardere Xia lichestva anumiți co-agenți într-o unitate specială - un calorimetru cu bombă. Acesta a fost construit la momentul respectiv și mai târziu Berthelot USO-vershenstvovana Mahler.