Entalpia standard a formării substanțelor

Cel mai important concept al termodinamicii chimice este entalpia standardul de formare a substanței.

Entalpia standard de formare a unei substanțe numite entalpia de reacție de formare a unui mol de substanță din substanțe simple, în condiții standard.

termodinamica standard chimice, următoarele condiții: temperatură de 298 K (25 ° C), presiunea de 101325 Pa, concentrația (în cazul în care reacția se efectuează în soluție) 1 M.

Din definiția rezultă că entalpia formării de substanțe simple, presupuse a fi zero. Dacă substanța simplă are mai multe modificări alotropice, zero este luat entalpia de formare a celei mai stabile în condiții standard. De exemplu, entalpia de formare a grafitului și oxigen O2 este zero, entalpia de formare a diamant și ozon nu sunt egale cu zero.

Entalpia materialului formării are unele notații. Cel mai frecvent în literatura chimică internă de desemnare - DNF (B), unde - compusul cu formula. IUPAC recomandă simbolul Df H (B), care este deja utilizat în multe manuale.

Notă. Trebuie avut în vedere faptul că, în termodinamicii chimice a folosit conceptul de „condiții standard“ și „starea standard de.“ Acest lucru este similar, dar concepte diferite. Condiții standard - este de 298 K (25 ° C) 101325 Pa și 1 M. stare Standard - stare la 101325 Pa și 1 M, dar la orice temperatură constantă.

EXEMPLUL 1 Prin reacția dintre 9,0 g de aluminiu cu oxigenul eliberat 279,7 kJ de căldură. Se determină entalpia de formare a oxidului de aluminiu.

Decizie. 1) Scrieți reacția de formare a aluminei ecuație de substanțe simple și masa molară a aluminiului:

2) Găsiți cantitatea de Al2 O3, care este format din 9 g de raport aluminiu:

2 · 27 g aluminiu format 1 mol Al2 O3

3) Găsiți cantitatea de căldură eliberată în formarea unui mol de alumină:

formarea de 1/6 mol Al2 O3 alocat 279,7 kJ

x = 279,7 · 6 = 1678.2 kJ

Valoarea rezultată este entalpia de formare a oxidului de aluminiu, dar cu un semn negativ, deoarece reacție exotermă: De aceea Df H ° (Al2 O3) = -1678,2 kJ / mol.

Exemplul 2. Cât de căldură este eliberată în timpul arderii 1 m3 de hidrogen (volum măsurat la STP) pentru a forma apă lichidă?

Decizie. 1) Scrieți ecuația arderii hidrogenului, volumul molar al hidrogenului și entalpia de formare a apei:

2) Din ecuațiile de reacție rezultă că formarea unui mol de apă consumată 22,4 litri de hidrogen și, astfel, se alocă 285,3 kJ de căldură. Pentru a rezolva problema este o rată de:

prin arderea 22,4 L H2 alocat 285.5 kJ

Astfel, atunci când arderea 1 m 3 de hidrogen generează cantități de căldură 12745.5 kJ.

4. Ecuațiile termochimice și calculele

entalpia Ecuația reacției care conține numita ecuație termochimic. Entalpie indică dreapta ecuația reacției, separate prin virgulă. Este dat pentru condiții standard, notat DH ° și este exprimată în kJ. Cuvântul „mol“ în unitatea de măsură a entalpiei de reacție nu ar trebui să fie, deoarece (entalpia de reacție), se referă la cantitățile de substanțe care sunt indicate în ecuația reacției. În cazul în care suma va fi diferită, iar entalpia va fi diferit, de exemplu:

index Letter notat stare de agregare: k - cristalin, sînt - amorf, w - lichid, g - gazos, p - dizolvată. Indicarea stării de agregare este foarte importantă, deoarece entalpia aceeași reacție variază în funcție de ordinea în care se agrega starea reactanților și produșilor de reacție.

ecuațiile termochimice se pot aduna, scădea, înmulțirea și împărțirea; cu măsurile adecvate privind entalpia.

Calculele termochimice sunt efectuate în conformitate cu legea de bază a termochimic, care a fost stabilit de GI chimist român Hess (1840 g). În terminologia modernă, această lege este formulată după cum urmează:

Entalpia de reacție depinde de natura și starea materiilor prime și a produselor, dar nu depinde de mecanismul de cale, viteza de reacție și.

Din această lege ar trebui:

Entalpie este suma entalpiile reacției de formare a produselor sale minus suma entalpiile de formare a reactanților cu coeficienții stoichiometrice.

Aceasta este o consecință a ecuației matematice este scris ca:

În plus față de legea de bază, este necesar să se aibă în vedere legea (sau postulat, din moment ce este evident) Lavoisier - Laplace.

Entalpia de descompunere a substanțelor complexe în simplu egale, dar în semn opus entalpia formării sale din aceleași substanțe simple; entalpia înainte și înapoi reacțiile sunt egale, dar opuse în semn.

Exemplul 3. Determinarea entalpia de reacție a slaking var și calcula cât de mult de căldură este eliberată în timpul producerii unei tone de var stins.

Decizie. 1) Scrieți ecuația reacției și este descărcată din tabele de căutare entalpia de formare a substanțelor: