Глава 4. Химическая термодинамика

4.3. Введение в термохимию

Стандартная энтальпия образования – тепловой эффект реакции образования одного моля вещества из простых веществ, его составляющих, находящихся в устойчивых стандартных состояниях.

Например, для реакций

Реакция	Энтальпия образования
Na2O(т) + H2O(ж) = 2NaOH(т)
1/2Na2O(т) + 1/2H2O(ж) = NaOH(т)
Na(т) + 1/2O2(г) + 1/2H2(г) = NaOH(т)
2Na(т) + O2(г) + H2(г)= 2NaOH(т)

только является стандартной энтальпией образования NaOH.

Энтальпия образования простых веществ принята равной нулю, причем нулевое значение энтальпии образования относится к агрегатному состоянию, устойчивому при T = 298 K. Так, для йода кДж∙ , кДж∙, кДж∙. Для углерода = 0 кДж∙, = 1,83 кДж∙.

Стандартная энтальпия сгорания – тепловой эффект реакции сгорания одного моля вещества до образования высших оксидов. Для органических веществ – до и . Теплота сгорания негорючих веществ принимается равной нулю. Теплота сгорания топлива характеризует его теплотворную способность.

Энтальпия растворения складывается из теплоты разрушения кристаллической решетки (ΔH_реш > 0) и теплоты гидратации (сольвататции для неводных растворов), выделяющейся в результате взаимодействия молекул растворителя с молекулами или ионами растворяемого вещества с образованием соединений переменного состава – гидратов (сольватов) (ΔH_гидр < 0).

В зависимости от соотношения значений ΔH_реш и ΔH_гидр энтальпия растворения может иметь как положительное, так и отрицательное значение.

Так, энтальпия растворения КОН – отрицательная величина и характеризует экзотермический процесс:

Растворение же – эндотермический процесс (ΔH = 35,9 кДж∙), так как на разрушение кристаллической решетки ( = 684,5 кДж∙) затрачивается больше энергии, чем выделяется при гидратации ионов и : –339 и –309,6 кДж∙моль^–1 соответственно.

Модель 4.7. Агрегатные состояния

Стандартная энтальпия нейтрализации – энтальпия реакции взаимодействия сильных кислот и оснований с образованием одного моля при стандартных условиях.

HCl + NaOH = NaCl + H2O;

H+ + OH– = H2O,       ΔH ° = –55,9 кДж∙моль–1.

Для концентрированных растворов сильных электролитов может быть различным из-за изменения значения их ионов при разбавлении.

Стандартная энтальпия реакции ΔH ^° – тепловой эффект реакции определенного числа молей реагентов, задаваемого уравнением реакции при стандартных условиях. Например, для реакции

3H2O(ж) + 2Fe(т) → Fe2O3(т) + 3H2(г),         ΔH ° = 34 кДж

ΔH ^° относится целиком к реакции, как она записана.

Стандартная энтальпия разрыва связи (называемая также энергией связи ) – энергия, поглощаемая при разрыве связей двух атомов одного моля вещества, находящегося в газообразном состоянии при 298 К:

HCl(г) → H(г) + Cl(г),    ΔH ° = 429,7 кДж.

Средние стандартные энтальпии связи могут быть определены для индивидуального соединения или путем усреднения значений, найденных для целых классов соединений.