ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплоты образования и сгорания химических соединеВторое начало термодинамики из "Физическая и коллоидная химия" При химических реакциях происходит изменение внутренней энергии (энтальпии) системы. Внутренняя энергия (энтальпия) веществ, взятых для реакции, обычно отличается от внутренней энергии продуктов реакции. Если внутренняя энергия продуктов реакции меньше, чем у исходных веществ, т. е. 02 ии то разность внутренних энергий АО выделяется в виде теплоты. При увеличении внутренней энергии иг 11 ) реакция идет с поглощением теплоты. [c.37] Процессы, в которых теплота выделяется, называются экзотермическими процессы, протекающие С поглощением теплоты, — эндотермическими. [c.37] Тепловые эффекты реакций и переходов из одного агрегатного состояния в другое изучают в разделе физической химии, называемом термохимией. [c.38] Для различных расчетов в термохимии пользуются не химическими уравнениями, а термохимическими. В термохимических уравнениях указывают абсо-. лютную величину и знак теплового эффекта реакции, который относят к одному молю получающегося или исходного вещества. Поэтому стехиометрические коч эффициенты при химических формулах других веществ, участвующих в реакции, могут быть дробными. В термохимических уравнениях отмечают также агрегатное состояние каждого вещества (г — газооб-разное, ж — жидкое, т — твердое) и его кристаллическую форму. [c.38] Это термохимическое уравнение следует понимать так 1 моль водорода (масса 2 г), соединяясь с 1/2 моль кислорода (16 г), дает 1 моль воды (18 г) и при этом выделяется 285,8 кДж теплоты. [c.38] Если два из этих тепловых эффектов известны, то легко вычислить и третий. [c.39] Теплоты (энтальпии) образования наиболее устойчивых простых веществ (N2, Н2, О2 и др.) приняты равными нулю. [c.40] Обычно теплоты образования относят к стандартным условиям 25°С (298 К) и 101,3 кПа и называют стандартными теплотами или стандартными энтальпиями образования, которые обозначаются ДЯ°298. [c.40] При суммировании теплот образования веществ, участвующих в реакции, необходимо учитывать стехиометрические коэффициенты. [c.40] АНх= —3439,3— (— 1674—3.395,4)= — 579,1 кДж/моль. [c.41] Для данной реакции при температуре 25 °С и нор-, мальном давлении тепловой эффект равен АНх = =—579,1 кДж/моль. [c.41] В некоторых случаях удобнее вычислять тепловой эффект реакции по теплотам (энтальпиям) сгорания веществ, участвующих в реакции. Теплотой сгорания называется теплота, выделяющаяся при полном сгорании одного моля вещества в кислороде. Для органических соединений это будет тепловой эффект полного сгорания данного соединения до диоксида углерода, воды и высших оксидов других элементов. [c.41] АНх = (— 1298,3) +3264,2 = —630,7 кДж/моль. [c.41] Все процессы, протекающие в природе самопроизвольно, т. е. без затраты работы извне, имеют определенное направление. Так, самопроизвольно теплота переходит от нагретого тела к холодному, жидкости текут от верхнего уровня к нижнему, газ переходит из области большего давления в область меньшего давления, в растворах и газовых смесях самопроизвольно выравниваются концентрации (диффузия). Закономерности направленности процессов не могут быть установлены первым началом термодинамики. По первому началу термодинамики не запрещен, например, самопроизвольный переход тепла от холодного тела к горячему, если общий запас внутренней энергии при этом не изменится. Не противоречит первому началу и такой нереальный процесс, как самопроизвольное разделение смеси газов, т. е. процесс, обратный диффузии. Недостаточность первого начала термодинамики для определения направления процессов привела к установлению второго начала, которое так же, как и первое, является обобщением опыта всего человечества. [c.42] Состояние равновесия очень распространено в природе. Всякий самопроизвольно идущий процесс в конечном итоге приводит систему к равновесию. Равновесие достигается и в химических реакциях. [c.43] Различают обратимые и необратимые химические реакции. Обратимые реакции начинают идти в одном направлении, а затем в результате взаимодействия продуктов реакции протекает и обратный процесс. Следует отметить, что теоретически все реакции являются обратимыми, а необратимость связана со смещением равновесия, например, вследствие удаления из сферы реакции одного из продуктов. [c.43] Вернуться к основной статье