ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Тепловые эффекты химических реакций из "Исследовательский практикум по общей химии" В каждом теле, в каждом веществе заключена энергия. Эта находящаяся в скрытом виде энергия носит название внутренней энергии и. Ее количество зависит от количества вещества, от состава и состояния, температуры, давления и других факторов. Содержание энергии определяет устойчивость системы чем оно выше, тем менее устойчива система. Системы с большим содержанием энергии, а следовательно, неустойчивые, стремятся перейти в более устойчивое состояние (или же в самое устойчивое при данных условиях — равновесное состояние). При таком переходе системы выделяют избыток энергии в окружающую среду (а иногда ее поглощают). [c.121] Тепловой эффект, измеренный при постоянном объеме, называется изохорным тепловым эффектом и обозначается Qv Для данной реакции Qv=165,7 кДж/моль. Записанное выше уравнение называется термохимическим. [c.122] Изменение внутренней энергии равно изохорному тепловому эффекту, но с обратным знаком. [c.122] Буквенными индексами при химических формулах обозначены их агрегатные состояния к — кристаллическое (раньше писали ТВ —твердое), ж —жидкое, р-р —раствор, г — газ. Указание агрегатного состояния участвующих в реакции веществ очень важно, так как величины теплового эффекта и изменения внутренней энергии зависят от агрегатного состояния участников реакции. [c.122] В вышеприведенной реакции при стандартной температуре образуется 1 моль газообразного водорода, поэтому Дп=1 — —0=1 и Л = 1-8,314-298,15=2479 Дж/моль = 2,4 кДж/моль. [c.123] ДЯ= —165,7-Ь2,4=—163,3 кДж/моль. [c.123] Чаще всего химические эксперименты, химические превращения в природе и технологические процессы совершаются при постоянном давлении, поэтому ниже будем пользоваться значениями изменений энтальпий, которые и приводятся во всех термодинамических таблицах и справочниках. Такими терминами, как экзотермические (Q 0) и эндотермические (Q 0) реакции или тепловые эффекты, как устаревшими и не нужными, мы пользоваться не будем. [c.123] Изменение энтальпии в этой реакции предлагаем Вам рассчитать. [c.124] Для расчетов изменения энтальпии при прохождении химической реакции — короче, энтальпии реакции — чаще всего пользуются энтальпиями образования веществ. Энтальпией образования называется изменение энтальпии в реакции образования 1 моль химического соединения из простых веществ, устойчивых при данных условиях. Энтальпии образования А//°обр.298 в справочниках даются для стандартных условий и температуры и в расчете на 1 моль образующегося соединения. Энтальпии образования простых вешеств в их наиболее устойчивых состояниях при стандартных давлении и температуре принимаются равными нулю. [c.124] Из первого закона термодинамики — энергия не возникает из ничего и не исчезает, а только превращается из одной формы в другую в эквивалентных количествах — вытекает закон Гесса (1840), который в современной формулировке гласит, что изменение энтальпии (при р=пост.) зависит только от вида и состояния исходных веществ и продуктов рвакции и не зависит от пути перехода. [c.124] Если в начальный период опыта изменения температуры равномерны или температура почти постоянна, то в некоторый момент отсчета времени при перемешивании мешалкой налейте или всыпьте через воронку в жидкость калориметра другое реагирующее вещество. [c.126] С этого момента начинается главный период опыта. Из-за теплового эффекта реакции происходит резкое изменение температуры. Величину скачка температуры определить визуально почти невозможно, поэтому тщательно и регулярно снимайте показание термометра и сразу же наносите данные на график. [c.126] После окончания реакции температурный ход калориметра снова становится равномерным, что свидетельствует о наступлении конечного периода эксперимента. Продолжайте измерение температуры еще в течение 5 мин. [c.126] не выливая содержимого калориметра, определите его тепловое значение (см. с. 118), т. е. вклад теплоемкостей частей калориметра в теплоемкость реагирующей системы. Это можно сделать, вливая в содержимое калориметра определенное количество воды известной температуры или внося навеску хлорида калия, энтальпия растворения которого известна (из справочника). Ниже рассмотрим определение теплового значения калориметра электрическим нагревом. [c.126] В расчетах теплообмен учитывается следующим образом. Прямая АВ экстраполируется вправо, а прямая СО —влево. [c.127] Интервал времени от до С делится пополам, и через середину главного периода из точки проводится перпендикуляр к оси абсцисс до его пересечения с экстраполированными линиями в точках Я и G. Величина отрезка GH на этом перпендикуляре соответствует изменению температуры At основного опыта с учетом поправки на теплообмен. Таким образом, изменение температуры определяется графически. [c.128] Точно так же находится и изменение температуры при определении теплового значения калориметра — кривая Z) . Точка Т2 находится в середине периода пропускания тока, а отрезок JK на перпендикуляре равен изменению температуры At от воздействия тока (с поправкой на теплообмен). [c.128] равно количеству теплоты, которое необходимо на нагревание калориметра с его содержимым на 1°С. [c.128] Налейте в калориметрический сосуд 250 мл соляной кислоты. Оставшиеся капли раствора смойте небольшим количеством дистиллированной воды в калориметр. В маленький стаканчик налейте пипеткой или из бюретки требуемое количество щелочи. Раствор на несколько минут поставьте рядом с калориметром для того, чтобы температура раствора сравнялась с комнатной. [c.129] Вернуться к основной статье