Теплові ефекти і ентальпія освіти. Введення в термохімія
Ентальпія освіти, будучи важливим термодинамічних властивістю хімічної речовини, яке вказує, яка кількість енергії, що перебуває в його молекулярній структурі може бути перетворено в теплоту, служить одним з ключових понять термодинамічної хімії. Дана галузь науки займається вивченням температурних показників різних реакцій і їх залежності від всіляких фізико-хімічних параметрів, теплоємності і фазових переходів. Ентальпія освіти (від грец. «Енталпіо» - «нагріваю») хімічних сполук визначає необхідну кількість енергії для створення складного речовини з простих елементів, узятих, як правило, в найбільш стійкому свій стан.
Наприклад, для водню, азоту або кисню таким є газоподібна форма, для вуглецю - графіт, а для брому - стан рідини. Ентальпія освіти - надзвичайно важливе термохімічне властивість, тому що вона дозволяє не тільки успішно вирішувати теоритические завдання, а й розробляти різні хімічні технології і створювати необхідну для їх здійснення апаратуру. А це можливо тільки за наявності достовірної та науково обґрунтованої інформації про фізико-хімічних і термодинамічних властивостях різних сполук. Подібні відомості часто складають більше п`ятдесяти відсотків вихідних даних при проектуванні складної апаратури для наукових експериментів або промислових цілей.
Тому вивчення такої властивості різних речовин, як ентальпія освіти, є сьогодні одним з пріоритетних напрямків термохіміі, де часто користуються термодинамическими рівняннями реакцій для визначення даної величини. У них обов`язково вказується агрегатний стан даної речовини, а тепловий ефект при цьому розглядається в якості одного з продуктів взаємодії.
Теплота реакції, в тому числі і ентальпія утворення речовини, визначається за допомогою калориметрів різних типів. Так звана калориметрична бомба являє собою добре термостатований посудину замкнутого типу, в якому теплова енергія, що виділяється в результаті хімічної реакції, витрачається тільки на збільшення температури у внутрішньому просторі. У калориметр знаходяться реагують субстанції, а саме протікання реакції ініціюють безліччю різноманітних способів. Потім температура внутрішнього середовища вимірюється за допомогою термометра або термопара.
Таким способом вимірюється стандартна ентальпія утворення багатьох тисяч речовин. Всі отримані дані скрупульозно і педантично заносяться в спеціальні довідники і таблиці. Також показники ентальпій утворення різних речовин можна розрахувати математичним шляхом, використовуючи аналогічні величини реагуючих субстанцій та продуктів їх реакції. Для цього і використовуються вищезгадані термодинамічні рівняння.
Прості речовини практично завжди мають ентальпію освіти рівну нулю. Що також враховується в розрахунках. А дане термодинамічне властивість, наприклад, для трихлорида фосфору можна розрахувати за наступною формулою:
Р (тв.) + 1frac12- З3 = РС (ж.)
Для газоподібних металів (Fe, AL) ентальпія утворення відмінна від нуля і являє собою термохімічне перетворення при переході з твердого стану (стандартного) в газоподібний. Така величина сприймається як ентальпія випаровування, також звана атомізацією.
Горіння метану Метан являє собою газоподібне хімічну сполуку з хімічною формулою CH4. Це найпростіший представник алканів. Інші назви цієї групи органічних сполук: граничні, насичені чи парафінові вуглеводні. Вони характеризуються наявністю простого зв'язку між…
Окислювально-відновні реакції Слово "окислення" спочатку мало на увазі взаємодію конкретної речовини з киснем, з утворенням оксиду, так як кисень був історично визнаний першим окислювачем. Під окисленням розуміли приєднання кисню, а під відновленням - віддачу його. Так що…
Прості речовини У природі існують прості і складні речовини. Головна відмінність між ними - в їх складі. Так, прості речовини включають атоми одного елемента. Їх (простих речовин) кристали можна синтезувати в лабораторних, а іноді і в домашніх умовах. Однак часто…
Класифікація хімічних реакцій Хімічною реакцією називають процес перетворення речовин, під час якого спостерігається зміна їх будови або складу. В результаті такого процесу відбувається перехід вихідних речовин, або реагентів, в кінцеві продукти. На сьогоднішній день сформована…
Що таке тепловий ефект реакції Хоча знайомство з терміном «тепловий ефект хімічної реакції» у більшості відбувається на уроках хімії, проте він застосовується більш широко. Важко уявити будь-яку область діяльності, де не використовувалося б це явище.Наведемо приклад лише деяких з…
Оксид кальцію. Фізичні, термічні та хімічні властивості. Застосування. Оксид кальцію - це кристалічне з'єднання білого кольору. Інші назви цієї речовини - негашене вапно, окис кальцію, «кірабіт», «кипелка». Оксид кальцію, формула якого CaO, і його продукт взаємодії з (H2O) водою - Ca (OH) 2 («пушонка», або гашене…
Адипінова кислота. Властивості і застосування Адипінова кислота (є й інша назва цієї речовини - кислота 1,4-бутандікарбоновая, систематичне найменування - кислота гександіовая) - це гранична двухосновная карбонова кислота. Має наступну хімічну формулу: ноос (СН2) 4СООН і брутто формулу C6O4H10.…
Що таке енергія Гіббса Мимовільність протікання процесів в системах відкритого та закритого типів описується через спеціальний критерій, який отримав назву енергія Гіббса. Він є функцією стану. Д.У. Гіббс, працюючи з термодинамічними системами, зумів вивести її через…
Перший закон термодинаміки Перший закон термодинаміки стверджує, що зміна внутрішньої енергії можливо тільки при наявності зовнішніх впливів. Іншими словами, якщо системі буде повідомлено певну кількість тепла і над нею буде здійснена робота, то активність даного тіла…
Енергія активації Хімічні реакції можуть протікати з різними швидкостями. Одні з них завершуються протягом декількох секунд, інші можуть тягнутися годинами, днями і навіть десятиліттями. Для того щоб визначити продуктивність і розмір необхідної апаратури, а також…
Фактори, що впливають на швидкість хімічної реакції З поняттям "швидкість" зазвичай стикаються в курсі фізики. За загальним визначенням швидкість є величиною, яка показує, як за одиницю часу змінюється якась характеристика.У хімії використовується визначення "швидкість хімічної реакції ". Дана…
Хімічна рівновага - основа оборотних хімічних реакцій Згідно з однією з класифікацій, що використовуються для опису хімічних процесів, існує два види протилежних реакцій - оборотні і незворотні. Оборотна реакція не доходить до кінця, тобто жодне з речовин, що вступили в неї, не витрачається повністю і…
Молярна маса еквівалента Згідно висловом закону сталості складу, всяке хімічно чисте з'єднання залишається в одному і тому ж кількісному складі, жодним чином не залежних від способу його отримання, про що вперше розповів світові учений Ж. Пруст в 1801-1808 рр. Згаданий…