Тепловой эффект процесса не зависит от пути процесса (промежуточных стадий), а определяется только начальным и конечным состояниями системы, т.е. состоянием исходных веществ и продуктов реакции. — КиберПедия 

Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...

Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...

Тепловой эффект процесса не зависит от пути процесса (промежуточных стадий), а определяется только начальным и конечным состояниями системы, т.е. состоянием исходных веществ и продуктов реакции.

2017-09-10 468
Тепловой эффект процесса не зависит от пути процесса (промежуточных стадий), а определяется только начальным и конечным состояниями системы, т.е. состоянием исходных веществ и продуктов реакции. 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

Экспериментально тепловой эффект определяют в калориметрах (от слова калория) Калориметр – специальный прибор с минимальным теплообменом с окружающей средой (термос). Теплоты сгорания веществ измеряют в калориметрической бомбе.Это толстостенный, герметически закрывающийся металлический сосуд.

1. С(гр.) + О2(г.) = СО2(г.), ΔН1 = -393,51 кДж/моль

2. СО(г.) + ½О2(г.) = СО2(г.), ΔН2 = -298,01 кДж/моль

3. С(гр.) + ½О2(г.) = СО(г.), ΔН3 –?

Тепловой эффект последней реакции экспериментально определить нельзя, т.к. одновременно образуются СО и СО2. Вычисляют теоретически, вычитая из 1-ой 2-ую реакцию.

С(гр.) + О2(г.) – СО(г.) – ½О2(г.) = СО2(г.) – СО2(г.), сокращаем и переносим – получаем уравнение № 3, ΔН3 = ΔН1 – ΔН2 = -393,51 – (- 298,01) = - 110,5 кДж/моль

Следствия закона Гесса

Т.о. определив опытным путем тепловые эффекты (энтальпии) для некоторых процессов, можно, пользуясь законом Гесса, вычислить тепловые эффекты (энтальпии) других процессов, связанных с первыми системой термохимических уравнений. Это важно при исследовании большинства химических реакций, происходящих в живых клетках.

На практике используют два следствия:

Е следствие

Стандартная энтальпия реакции равна разнице между суммой стандартных энтальпий образования продуктов реакции и суммой стандартных энтальпий образования исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов.

ΔHор-ции.= Σ n ΔHо298,обр.прод.- Σ n ΔHо298,обр.исх.

Е следствие

Стандартная энтальпия реакции равна разнице между суммой стандартных энтальпий сгорания исходных веществ реакции и суммой стандартных энтальпий сгорания продуктов с учетом стехиометрических коэффициентов.

ΔHор-ции.= Σ n ΔHосгор.исх.- Σ n ΔHосгор.прод.

 

Стандартные энтальпии образования и сгорания известны для многих веществ и даны в таблицах.

 

Значение закона Гесса

1. Определив опытным путем тепловые эффекты (энтальпии) для некоторых процессов, можно, пользуясь законом Гесса, вычислить тепловые эффекты (энтальпии) других процессов, связанных с первыми системой термохимических уравнений. Это важно при исследовании большинства химических реакций, происходящих в живых клетках.

2. По закону Гесса можно определить тепловые эффекты таких реакций, которые или нереализуемы, или не могут быть проведены чисто, т.е. без побочных процессов.

Графическое изображение

ΔН С, О2 ΔН3 -200 ΔН1 СО ΔН2 -400 СО2       Энтальпийная диаграмма

 

С(гр.) ΔН1 СО2(г.) ΔН3 ΔН2 СО(г.)     Энтальпийная схема

Пример расчета на основе закона Гесса.

Экспериментально можно определить теплоты растворения безводных солей и кристаллогидратов. По закону Гесса рассчитывают теплоту гидратации безводной соли (теплоту образования кристаллогидрата), которую нельзя определить экспериментально. Это разница между теплотой растворения безводной соли и теплотой растворения ее кристаллогидрата:

ΔHогидр= ΔHобезв.- ΔHокр.

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

Первый закон термодинамики позволяет рассчитывать энергетический баланс химического процесса. Но не дает возможности судить о направлении протекания процессов, т.е. будет ли происходить то или иное превращение без воздействия внешних сил, самопроизвольно. Второй закон термодинамики был установлен при исследовании коэффициента полезного действия (к.п.д.) тепловых машин.

- теплота сама собой не может переходить от тела с меньшей температурой к телу с большей температурой,

- невозможен вечный двигатель второго рода, т.е. невозможен периодический процесс, единственным результатом которого было бы превращение теплоты в работу вследствие охлаждения одного тела

- и т.д.

Энтропия

Все самопроизвольные процессы протекают в направлении, при котором система переходит из менее вероятного состояния в более вероятное. т.е. из более упорядоченного состояния в менее упорядоченное. К любой макроскопической системе, состоящей из очень большого числа частиц, применимы законы теории вероятности. Мерой неупорядоченности или вероятности системы служит энтропия S (trope – перемена, превращение en – в). Математическое выражение для энтропии:

W – термодинамическая вероятность системы,

R – универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/моль•К),

Na – число Авогадро (6,02 · 1023 моль-1)

R / Na = kБ = 1,38 ∙ 10-23 Дж/К (постоянная Больцмана).

 

Зависимость энтропии от различных факторов:

1) если Т2 > Т1, то S2 > S1

2) если P2 > P1, то S2 < S1

3) Sкр < Sам < Sж < Sг

В наиболее неупорядоченном состоянии энтропия максимальна. Можно определить абсолютное значение энтропии Sо298 – стандартная энтропия. Данные приведены в таблицах.

ΔS – изменение энтропии, размерность Дж/моль.

Расчет энтропии реакции

Изменение энтропии химической реакции равно разнице между суммой энтропий продуктов реакции и суммой энтропий исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов.

ΔSо298,р-ции.= Σ n Sо298,прод. - Σ n ΔSо298,исх.

Знакомство с химическим уравнением реакции часто позволяет судить о знаке изменения энтропии.

NH4NO3(кр.) = N2O(г) + 2H2O(г), ΔS > 0

CaO(кр.) + H2O(ж) = Ca(OH)2(кр.), ΔS < 0

CaCO3 (кр.) = CaO(кр.) + CO2(г), ΔS > 0

 


Поделиться с друзьями:

История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...

Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...

Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...

Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.039 с.