ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Энергетические эффекты химических реакций из "Общая химия Изд2" Термодинамика изучает возможность или невозможность самопроизвольного перехода системы из одного состояния в другое и энергетические эффекты этих переходов. Скорость и механизм процессов перехода — это области химической кинетики. [c.117] В последние годы получила развитие термодинамика неравновесных процессов, которая изучает и скорости химических реакций. Основополагающий вклад в ее развитие внес И. Пригожин (Бельгия). Однако, рассмотрение этого направления термодинамики выходит за пределы нашего учебника. [c.117] Термодинамические свойства системы можно выразить с помощью нескольких функций состояния системы, называемых характеристическими функциями внутренней энергии U, энтальпии Я, энтропии S, энергии Гиббса G и энергии Гельмгольца. К особенностям характеристических функций относится их независимость от способа (пути) достижения данного состояния системы. Их значение определяется состоянием системы, т.е. параметрами системы ( давлением, температурой и др.). К особенностям характеристических функций также относится зависимость их величин от количества или массы вещества, поэтому принято относить их к одному молю вещества. [c.117] состояние и свойства системы можно характеризовать термодинамическими параметрами и характеристическими функциями. [c.117] Изменение внутренней энергии можно измерить с помощью работы и теплоты, так как система может обмениваться с окружающей средой веществом или энергией в форме теплоты Q и работы 1 . [c.118] Теплота Q представляет собой количественную меру хаотического движения частиц данной системы ли тела. Энергия более нагретого тела в форме теплоты передается менее нагретому телу. При этом не происходит переноса вещества от одной системы к другой или от одного тела к другому. [c.118] Работа ] является количественной мерой направленного движения частиц, мерой энергии, передаваемой от одной системы к другой за счет перемещения вещества от одной системы к другой под действием тех или иных сил, например гравитационных. [c.118] Теплота и работа измеряются в джоулях (Дж), килоджоулях (кДж) и мегаджоулях (МДж) и т.д. Положительной (Й 0) считается работа, совершаемая системой против действия внешних сил, и теплота Q 0), подводимая к системе. В отличие от внутренней энергии, работа и теплота зависят от способа проведения процесса, т.е. они являются функциями пути. [c.118] Выражение (5.1) означает, что теплота, подведенная к системе, расходуется на приращение внутренней энергии системы и на работу системы над окружающей средой. [c.118] Первый закон термодинамики является формой выражения закона сохранения энергии. Согласно этому закону, энергия не может ни создаваться, ни исчезать, но может превращаться из одной формы в другую. Его справедливость доказана многовековым опытом человечества. [c.119] любая система характеризуется внутренней энергией, мерами измерения которой служат теплота и работа. Приращение внутренней энергии системы в любом процессе равно сумме теплоты, подведенной к системе, и работы, которую совершают внешние силы над системой. [c.119] Если на систему не действуют никакие другие силы, кроме постоянного давления, т.е. при протекании химического процесса единственным видом работы является работа расширения, то W = 0. [c.119] ПИИ системы. Как и другие характеристические функции, энтальпия зависит от количества вещества, поэтому ее изменение Щ), обычно относят к 1 моль и выражают в кДж/ моль. [c.120] Таким образом, изменение энергии системы при изобарических процессах, характеризуют через энтальпии этих процессов АЯ. [c.120] Тепловой эффект химических реакций. Изменение энергии системы при протекании в ней химической реакции при условии, что система не совершает никакой другой работы, кроме работы расширения, называется тепловым эффектом химической реакции. Как было ранее показано [см. уравнение (5.5)], при постоянном давлении (изобарических условиях) тепловой эффект реакции равен изменению энтальпии системы ДЯ. Он называется также энтальпией реакции. [c.120] Поскольку в большинстве случаев химические реакции протекают при постоянном давлении, то в дальнейшем, кроме особо оговоренных исключений, будут рассмотрены изобарические условия. Тепловой эффект реакции будем называть также энтальпией реакции и обозначать АЯ. Если исходные вещества и продукты реакции находятся в стандартном состоянии (табл. 5.1), то тепловой эффект реакции называется стандартной энтальпией реакции и обозначается Mf. [c.120] Под относительным давлением р будем понимать отношение давления, выраженное в килопаскалях (кПа) к 100 кПа, т.е. р =р/100 = 0,01р. [c.120] Для идеального раствора, а для реального раствора - активность 1 моль/л (см. гл. 8). [c.120] Следует отметить, что стандартное состояние веществ не зависит от температуры. Если в результате реакции теплота выделяется, т.е. энтальпия системы понижается-(АН 0), то реакция называется экзотермической. Реакция, протекающая с поглощением теплоты, т.е. с повышением энтальпии системы (АЯ 0), называется эндотермической. [c.121] тепловой эффект химической реакции при постоянном давлении равен изменению энтальпии системы, которую будем называть энтальпией химической реакции. Стандартная энтальпия и энтальпия химической реакции относительно мало отличаются друг от друга. Реакция называется экзотермической при АН О и эндотермической — приДЯ 0. [c.121] Вернуться к основной статье