Учебник. Введение в термохимию



Введение в термохимию

Стандартная энтальпия образования ΔHобр.ˆ – 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) ΔH1ˆ
1/2Na2O(т) + 1/2H2O(ж) = NaOH(т) ΔH2ˆ
Na(т) + 1/2O2(г) + 1/2H2(г) = NaOH(т) ΔH3ˆ
2Na(т) + O2(г) + H2(г)= 2NaOH(т) ΔH4ˆ

только ΔH3ˆ 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 Δ H I 2 ˆ (т) =0 кДжċ моль -1 , Δ H I 2 ˆ (ж) =22 кДжċ моль -1 , Δ H I 2 ˆ (г) =62,3 кДжċ моль -1 . Для углерода ΔH(графит)ˆ = 0 кДжċ моль -1 , ΔH(алмаз)ˆ = 1,83 кДжċ моль -1 .

Стандартная энтальпия сгорания ΔHсгорˆ – тепловой эффект реакции сгорания одного моля вещества до образования высших оксидов. Для органических веществ – до CO2(г) и H2O(ж). Теплота сгорания негорючих веществ принимается равной нулю. Теплота сгорания топлива характеризует его теплотворную способность.

Энтальпия растворения складывается из теплоты разрушения кристаллической решетки (ΔHреш > 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) (ΔHгидр < 0).

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

Так, энтальпия растворения КОН – отрицательная величина и характеризует экзотермический процесс: Δ H раств = Δ H реш ˆ + Δ H гидр.K + ˆ + Δ H гидр.OH - ˆ =790,5-339-510,5=-59 кДжċмоль-1.

Растворение же KNO3(к) – эндотермический процесс (ΔH = 35,9 кДжċ моль - 1 ), так как на разрушение кристаллической решетки ( Δ H реш ˆ = 684,5 кДжċ моль -1 ) затрачивается больше энергии, чем выделяется при гидратации ионов K+ и N O 3 - : –339 и –309,6 кДжċмоль–1 соответственно.

Агрегатные состояния

Стандартная энтальпия нейтрализации ΔHнейтрˆ – энтальпия реакции взаимодействия сильных кислот и оснований с образованием одного моля H2O при стандартных условиях. HCl + NaOH = NaCl + H2O; H+ + OH = H2O,       ΔH ° = –55,9 кДжċмоль–1.

Для концентрированных растворов сильных электролитов ΔHнейтрˆ может быть различным из-за изменения значения ΔHгидр 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),         Δ° = 34 кДж ΔH ° относится целиком к реакции, как она записана.

Стандартная энтальпия разрыва связи ΔHсвˆ (называемая также энергией связи Eсв) – 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.





 

© Физикон, 1999-2015