Kesan terma tindak balas. Undang-undang Hess

Haba tindak balas (kesan haba tindak balas) ialah jumlah haba Q yang dibebaskan atau diserap Jika haba dibebaskan semasa tindak balas, tindak balas dipanggil eksotermik jika haba diserap, tindak balas dipanggil endotermik.

Haba tindak balas ditentukan berdasarkan hukum pertama (hukum) termodinamik, ungkapan matematik yang dalam bentuk termudah untuk tindak balas kimia ialah persamaan:

Q = ΔU + рΔV (2.1)

di mana Q ialah haba tindak balas, ΔU ialah perubahan tenaga dalam, p ialah tekanan, ΔV ialah perubahan isipadu.

Pengiraan termokimia terdiri daripada menentukan kesan haba tindak balas. Selaras dengan persamaan (2.1), nilai berangka haba tindak balas bergantung kepada kaedah pelaksanaannya. Dalam proses isochorik yang dijalankan pada V=const, haba tindak balas Q V =Δ U, dalam proses isobarik pada p=const kesan haba Q P =Δ H. Oleh itu, pengiraan termokimia adalah V menentukan magnitud perubahan sama ada tenaga dalaman atau entalpi semasa tindak balas. Oleh kerana sebahagian besar tindak balas berlaku di bawah keadaan isobarik (contohnya, ini semua tindak balas dalam bekas terbuka yang berlaku pada tekanan atmosfera), apabila membuat pengiraan termokimia, ΔH hampir selalu dikira . JikaΔ N<0, то реакция экзотермическая, если же Δ H>0, maka tindak balas adalah endotermik.

Pengiraan termokimia dibuat menggunakan sama ada undang-undang Hess, mengikut mana kesan terma proses tidak bergantung pada laluannya, tetapi hanya ditentukan oleh sifat dan keadaan bahan permulaan dan produk proses, atau, selalunya, a akibat daripada hukum Hess: kesan haba tindak balas adalah sama dengan jumlah haba (enthalpi) pembentukan produk tolak jumlah haba (enthalpi) pembentukan bahan tindak balas.

Dalam pengiraan mengikut hukum Hess, persamaan tindak balas tambahan yang kesan habanya diketahui digunakan. Intipati operasi dalam pengiraan mengikut hukum Hess ialah operasi algebra dilakukan pada persamaan tindak balas tambahan yang membawa kepada persamaan tindak balas dengan kesan haba yang tidak diketahui.

Contoh 2.1. Penentuan haba tindak balas: 2СО + O 2 = 2СО 2 ΔН - ?

Kami menggunakan tindak balas berikut sebagai tindak balas tambahan: 1) C + O 2 = C0 2;Δ H 1 = -393.51 kJ dan 2) 2C + O 2 = 2CO;Δ H 2 = -220.1 kJ, di manaΔ T/aΔ H 2 - kesan terma tindak balas tambahan. Dengan menggunakan persamaan tindak balas ini, anda boleh mendapatkan persamaan untuk tindak balas yang diberikan jika persamaan tambahan 1) didarab dengan dua dan persamaan 2) ditolak daripada hasil yang diperoleh. Oleh itu, haba yang tidak diketahui bagi tindak balas yang diberikan adalah sama dengan:


Δ H = 2Δ H 1 -Δ H 2 = 2(-393.51) - (-220.1) = -566.92 kJ.

Jika akibat daripada hukum Hess digunakan dalam pengiraan termokimia, maka untuk tindak balas yang dinyatakan oleh persamaan aA+bB=cC+dD, hubungan berikut digunakan:

ΔH = (cΔNobr,s + dΔHobr D) - (aΔNobr A + bΔH rev,c) (2.2)

di mana ΔН ialah haba tindak balas; ΔН o br - haba (enthalpi) pembentukan, masing-masing, hasil tindak balas C dan D dan reagen A dan B; c, d, a, b - pekali stoikiometrik.

Haba (enthalpi) pembentukan sebatian ialah kesan haba tindak balas di mana 1 mol sebatian ini terbentuk daripada bahan mudah yang berada dalam fasa stabil secara termodinamik dan pengubahsuaian 1 *. Sebagai contoh , haba pembentukan air dalam keadaan wap adalah sama dengan separuh haba tindak balas, dinyatakan oleh persamaan: 2H 2 (g)+ O 2 (g)= 2H 2 O(g).Dimensi haba pembentukan ialah kJ/mol.

Dalam pengiraan termokimia, haba tindak balas biasanya ditentukan untuk keadaan piawai, yang mana formula (2.2) mengambil bentuk:

ΔН°298 = (сΔН° 298, arr. C + dΔH° 298, o 6 p , D) - (аΔН° 298, arr. A + bΔН° 298, arr. c)(2.3)

di mana ΔН° 298 ialah haba piawai tindak balas dalam kJ (nilai piawai ditunjukkan oleh superskrip "0") pada suhu 298K, dan ΔН° 298,obR ialah haba piawai (enthalpi) pembentukan juga pada suhu daripada 298K. nilai ΔН° 298 .obR.ditakrifkan untuk semua sambungan dan merupakan data jadual. 2 * - lihat jadual lampiran.

Contoh 2.2. Pengiraan haba piawai p e saham yang dinyatakan oleh persamaan:

4NH 3 (r) + 5O 2 (g) = 4NO (g) + 6H 2 O (g).

Mengikut akibat hukum Hess, kami menulis 3*:

Δ N 0 298 = (4Δ N 0 298. o b p . Tidak+6ΔH 0 298. dr.H20) - 4ΔH 0 298 arr. NH z. Menggantikan nilai jadual haba pembentukan piawai bagi sebatian yang dibentangkan dalam persamaan, kami memperoleh:Δ N °298= (4(90.37) + 6(-241.84)) - 4(-46.19) = - 904.8 kJ.

Tanda negatif untuk haba tindak balas menunjukkan bahawa proses adalah eksotermik.

Dalam termokimia, kesan terma biasanya ditunjukkan dalam persamaan tindak balas. begitu persamaan dengan kesan haba yang ditetapkan dipanggil termokimia. Sebagai contoh, persamaan termokimia bagi tindak balas yang dipertimbangkan dalam contoh 2.2 ditulis:

4NH 3 (g) + 50 2 (g) = 4NO (g) + 6H 2 0 (g);Δ Н° 29 8 = - 904.8 kJ.

Jika keadaan berbeza daripada yang standard, dalam pengiraan termokimia praktikal ia membenarkan Xia menggunakan zum:Δ N ≈Δ Н° 298 (2.4) Ungkapan (2.4) mencerminkan pergantungan lemah haba tindak balas terhadap keadaan kejadiannya.

Haba pembentukan piawai (enthalpi pembentukan) sesuatu bahan dipanggil entalpi tindak balas pembentukan 1 mol bahan ini daripada unsur (bahan mudah, iaitu, terdiri daripada atom jenis yang sama) yang berada dalam keadaan piawai yang paling stabil. Entalpi piawai pembentukan bahan (kJ/mol) diberikan dalam buku rujukan. Apabila menggunakan nilai rujukan, adalah perlu untuk memberi perhatian kepada keadaan fasa bahan yang mengambil bahagian dalam tindak balas. Entalpi pembentukan bahan ringkas yang paling stabil ialah 0.

Akibat daripada hukum Hess tentang pengiraan kesan haba tindak balas kimia berdasarkan haba pembentukan : standard kesan haba tindak balas kimia adalah sama dengan perbezaan antara haba pembentukan hasil tindak balas dan haba pembentukan bahan permulaan, dengan mengambil kira pekali stoikiometrik (bilangan mol) bahan tindak balas:

CH 4 + 2 CO = 3 C ( grafit ) + 2H 2 O.

tv gas gas. gas

Haba pembentukan bahan dalam keadaan fasa yang ditunjukkan diberikan dalam jadual. 1.2.

Jadual 1.2

Haba pembentukan bahan

Penyelesaian

Oleh kerana tindak balas berlaku pada P= const, maka kita dapati kesan haba piawai dalam bentuk perubahan entalpi berdasarkan haba pembentukan yang diketahui sebagai akibat daripada hukum Hess (formula (1.17):

ΔH O 298 = ( 2 (–241.81) + 3 0) – (–74.85 + 2 (–110.53)) = –187.71 kJ = –187710 J.

ΔH O 298 < 0, реакция является экзотермической, протекает с выделением теплоты.

Kami mendapati perubahan dalam tenaga dalaman berdasarkan persamaan (1.16):

ΔU O 298 = ΔH O 298 Δ ν RT.

Untuk tindak balas tertentu, perubahan dalam bilangan mol bahan gas disebabkan oleh laluan tindak balas kimia Δν = 2 – (1 + 2) = –1; T= 298 K, maka

Δ U O 298 = –187710 – (–1) · 8.314 · 298 = –185232 J.

Pengiraan kesan haba piawai tindak balas kimia menggunakan haba piawai pembakaran bahan yang mengambil bahagian dalam tindak balas

Haba pembakaran piawai (enthalpi pembakaran) bahan ialah kesan haba pengoksidaan lengkap 1 mol bahan tertentu (kepada oksida yang lebih tinggi atau sebatian yang ditunjukkan khas) dengan oksigen, dengan syarat bahan awal dan akhir mempunyai suhu piawai. Entalpi piawai pembakaran bahan
(kJ/mol) diberikan dalam buku rujukan. Apabila menggunakan nilai rujukan, adalah perlu untuk memberi perhatian kepada tanda entalpi tindak balas pembakaran, yang sentiasa eksotermik ( Δ H <0), а в таблицах указаны величины
.Entalpi pembakaran oksida yang lebih tinggi (contohnya, air dan karbon dioksida) ialah 0.

Akibat daripada hukum Hess tentang pengiraan kesan haba tindak balas kimia berdasarkan haba pembakaran : kesan haba standard tindak balas kimia adalah sama dengan perbezaan antara haba pembakaran bahan permulaan dan haba pembakaran hasil tindak balas, dengan mengambil kira pekali stoikiometrik (bilangan mol) bahan tindak balas:

C 2 H 4 + H 2 O= C 2 N 5 DIA.

7. Kira kesan haba tindak balas di bawah keadaan piawai: Fe 2 O 3 (t) + 3 CO (g) = 2 Fe (t) + 3 CO 2 (g), jika haba pembentukan: Fe 2 O 3 (t) = – 821.3 kJ/mol (g ) = – 110.5 kJ/mol;

CO 2 (g) = – 393.5 kJ/mol.

Fe 2 O 3 (t) + 3 CO (g) = 2 Fe (t) + 3 CO 2 (g),

Mengetahui kesan haba standard pembakaran bahan permulaan dan produk tindak balas, kami mengira kesan haba tindak balas di bawah keadaan standard:

16. Kebergantungan kadar tindak balas kimia pada suhu. Peraturan Van't Hoff. Pekali suhu tindak balas.

Tindak balas hanya terhasil daripada perlanggaran antara molekul aktif yang tenaga puratanya melebihi tenaga purata peserta dalam tindak balas.

Apabila molekul diberi sedikit tenaga pengaktifan E (tenaga berlebihan melebihi purata), tenaga potensi interaksi atom dalam molekul berkurangan, ikatan di dalam molekul menjadi lemah, dan molekul menjadi reaktif.

Tenaga pengaktifan tidak semestinya dibekalkan dari luar; ia boleh disalurkan kepada beberapa bahagian molekul dengan mengagihkan semula tenaga semasa perlanggaran mereka. Menurut Boltzmann, di antara molekul N terdapat bilangan molekul aktif berikut N   mempunyai peningkatan tenaga :

N  N·e – E / RT (1)

di mana E ialah tenaga pengaktifan, yang menunjukkan lebihan tenaga yang diperlukan, berbanding dengan paras purata, yang molekul mesti ada agar tindak balas menjadi mungkin; sebutan selebihnya diketahui umum.

Dengan pengaktifan haba untuk dua suhu T 1 dan T 2, nisbah pemalar kadar ialah:

, (2) , (3)

yang memungkinkan untuk menentukan tenaga pengaktifan dengan mengukur kadar tindak balas pada dua suhu berbeza T 1 dan T 2.

Peningkatan suhu sebanyak 10 0 meningkatkan kadar tindak balas sebanyak 2–4 kali (anggaran peraturan Van't Hoff). Nombor yang menunjukkan berapa kali kadar tindak balas (dan oleh itu pemalar kadar) meningkat apabila suhu meningkat sebanyak 10 0 dipanggil pekali suhu tindak balas:

 (4) .(5)

Ini bermakna, sebagai contoh, dengan peningkatan suhu sebanyak 100 0 untuk peningkatan yang diterima secara konvensional dalam kadar purata sebanyak 2 kali ganda ( = 2), kadar tindak balas meningkat sebanyak 2 10, i.e. kira-kira 1000 kali, dan apabila  = 4 – 4 10, i.e. 1000000 kali. Peraturan Van't Hoff terpakai untuk tindak balas yang berlaku pada suhu yang agak rendah dalam julat suhu yang sempit. Peningkatan mendadak dalam kadar tindak balas dengan peningkatan suhu dijelaskan oleh fakta bahawa bilangan molekul aktif meningkat secara eksponen.


25. Persamaan isoterma tindak balas kimia Van't Hoff.

Selaras dengan undang-undang tindakan massa untuk tindak balas sewenang-wenangnya

dan A + bB = cC + dD

persamaan kadar bagi tindak balas hadapan boleh ditulis:

,

dan untuk kadar tindak balas songsang:

.

Apabila tindak balas berjalan dari kiri ke kanan, kepekatan bahan A dan B akan berkurangan dan kadar tindak balas ke hadapan akan berkurangan. Sebaliknya, apabila hasil tindak balas C dan D terkumpul, kadar tindak balas dari kanan ke kiri akan meningkat. Terdapat saat apabila kelajuan υ 1 dan υ 2 menjadi sama, kepekatan semua bahan kekal tidak berubah, oleh itu,

,

Di manaK c = k 1 / k 2 =

.

Nilai malar Kc, sama dengan nisbah pemalar kadar tindak balas ke hadapan dan sebaliknya, secara kuantitatif menerangkan keadaan keseimbangan melalui kepekatan keseimbangan bahan permulaan dan hasil interaksinya (setakat pekali stoikiometrinya) dan dipanggil pemalar keseimbangan. Pemalar keseimbangan adalah malar hanya untuk suhu tertentu, i.e.

K c = f (T). Pemalar keseimbangan tindak balas kimia biasanya dinyatakan sebagai nisbah, pengangkanya ialah hasil darab kepekatan molar keseimbangan hasil tindak balas, dan penyebutnya ialah hasil darab kepekatan bahan permulaan.

Jika komponen tindak balas adalah campuran gas ideal, maka pemalar keseimbangan (K p) dinyatakan dalam sebutan tekanan separa komponen:

.

Untuk bergerak dari K p ke K c, kita menggunakan persamaan keadaan P · V = n · R · T. Kerana ia

, maka P = C·R·T. .

Daripada persamaan ia mengikuti bahawa K p = K c, dengan syarat bahawa tindak balas berterusan tanpa mengubah bilangan mol dalam fasa gas, i.e. apabila (c + d) = (a + b).

Jika tindak balas berlaku secara spontan pada pemalar P dan T atau V dan T, maka nilai G dan F tindak balas ini boleh diperolehi daripada persamaan:

,

di mana С А, С В, С С, С D ialah kepekatan bukan keseimbangan bahan permulaan dan hasil tindak balas.

,

di mana Р А, Р В, Р С, Р D ialah tekanan separa bahan permulaan dan hasil tindak balas.

Dua persamaan terakhir dipanggil persamaan isoterma tindak balas kimia van't Hoff. Hubungan ini memungkinkan untuk mengira nilai G dan F tindak balas dan menentukan arahnya pada kepekatan berbeza bahan permulaan.

Perlu diingatkan bahawa bagi kedua-dua sistem gas dan larutan, apabila pepejal mengambil bahagian dalam tindak balas (iaitu untuk sistem heterogen), kepekatan fasa pepejal tidak termasuk dalam ungkapan untuk pemalar keseimbangan, kerana kepekatan ini hampir malar. Ya, untuk reaksi

2 CO (g) = CO 2 (g) + C (t)

pemalar keseimbangan ditulis sebagai

.

Kebergantungan pemalar keseimbangan pada suhu (untuk suhu T 2 berbanding suhu T 1) dinyatakan oleh persamaan van't Hoff berikut:

,

di mana Н 0 ialah kesan haba tindak balas.

Untuk tindak balas endotermik (tindak balas berlaku dengan penyerapan haba), pemalar keseimbangan meningkat dengan peningkatan suhu, sistem seolah-olah menahan pemanasan.

34. Osmosis, tekanan osmosis. Persamaan Van't Hoff dan pekali osmotik.

Osmosis ialah pergerakan spontan molekul pelarut melalui membran separa telap yang memisahkan larutan kepekatan berbeza, daripada larutan kepekatan yang lebih rendah kepada larutan kepekatan yang lebih tinggi, yang membawa kepada pencairan yang kedua. Filem selofan sering digunakan sebagai membran separa telap, melalui lubang-lubang kecil yang hanya molekul pelarut volum kecil yang boleh dilalui secara selektif dan molekul atau ion yang besar atau terlarut dikekalkan - untuk bahan molekul tinggi, dan filem ferrocyanide kuprum. untuk bahan molekul rendah. Proses pemindahan pelarut (osmosis) boleh dihalang jika tekanan hidrostatik luaran dikenakan pada larutan dengan kepekatan yang lebih tinggi (di bawah keadaan keseimbangan ini akan menjadi tekanan osmotik yang dipanggil, dilambangkan dengan huruf ). Untuk mengira nilai  dalam larutan bukan elektrolit, persamaan Van't Hoff empirikal digunakan:

di mana C ialah kepekatan molal bahan, mol/kg;

R – pemalar gas sejagat, J/mol K.

Magnitud tekanan osmotik adalah berkadar dengan bilangan molekul (secara amnya, bilangan zarah) satu atau lebih bahan yang terlarut dalam isipadu larutan tertentu, dan tidak bergantung pada sifat dan sifat pelarutnya. Dalam larutan elektrolit kuat atau lemah, jumlah bilangan zarah individu meningkat disebabkan oleh pemisahan molekul, oleh itu, pekali perkadaran yang sesuai, dipanggil pekali isotonik, mesti dimasukkan ke dalam persamaan untuk mengira tekanan osmotik.

i C R T,

di mana i ialah pekali isotonik, dikira sebagai nisbah jumlah bilangan ion dan molekul elektrolit tidak bercampur dengan bilangan awal molekul bahan ini.

Jadi, jika tahap penceraian elektrolit, i.e. nisbah bilangan molekul yang terurai menjadi ion kepada jumlah molekul bahan terlarut adalah sama dengan  dan molekul elektrolit terurai menjadi n ion, maka pekali isotonik dikira seperti berikut:

i = 1 + (n – 1) · ,(i > 1).

Untuk elektrolit kuat, kita boleh mengambil  = 1, kemudian i = n, dan pekali i (juga lebih besar daripada 1) dipanggil pekali osmotik.

Fenomena osmosis adalah sangat penting untuk organisma tumbuhan dan haiwan, kerana membran sel mereka berhubung dengan larutan banyak bahan mempunyai sifat membran separa telap. Dalam air tulen, sel membengkak dengan hebat, dalam beberapa kes hingga ke titik pecah membran, dan dalam larutan dengan kepekatan garam yang tinggi, sebaliknya, saiznya berkurangan dan berkedut kerana kehilangan air yang besar. Oleh itu, apabila mengawet makanan, sejumlah besar garam atau gula ditambah kepada mereka. Sel mikrob dalam keadaan sedemikian kehilangan sejumlah besar air dan mati.

indeks selepas ini i merujuk kepada bahan permulaan atau reagen, dan indeks j– kepada bahan atau hasil akhir tindak balas; dan ialah pekali stoikiometri dalam persamaan tindak balas untuk bahan permulaan dan hasil tindak balas, masing-masing.

Contoh: Mari kita hitung kesan haba tindak balas sintesis metanol di bawah keadaan standard.

Penyelesaian: Untuk pengiraan, kami akan menggunakan data rujukan tentang haba piawai pembentukan bahan yang terlibat dalam tindak balas (lihat Jadual 44 di halaman 72 buku rujukan).

Kesan haba tindak balas sintesis metanol di bawah keadaan piawai mengikut akibat pertama hukum Hess (persamaan 1.15) adalah sama dengan:

Apabila mengira kesan haba tindak balas kimia, ia mesti diambil kira bahawa kesan haba bergantung pada keadaan pengagregatan reagen dan pada jenis rakaman persamaan kimia tindak balas:

Mengikut akibat kedua hukum Hess, kesan haba boleh dikira menggunakan haba pembakaran Δc H, sebagai perbezaan antara jumlah haba pembakaran bahan permulaan dan hasil tindak balas (dengan mengambil kira pekali stoikiometri):

di mana Δ r C hlm– mencirikan perubahan dalam kapasiti haba isobarik sistem akibat tindak balas kimia dan dipanggil pekali suhu kesan haba tindak balas.

Daripada persamaan pembezaan Kirchhoff ia mengikuti bahawa pergantungan kesan haba pada suhu ditentukan oleh tanda Δ r C hlm, iaitu bergantung kepada mana yang lebih besar, jumlah kapasiti haba bahan permulaan atau jumlah kapasiti haba produk tindak balas. Mari kita menganalisis persamaan pembezaan Kirchhoff.



1. Jika pekali suhu Δ r C hlm> 0, kemudian terbitan > 0 dan fungsi semakin meningkat. Akibatnya, kesan haba tindak balas meningkat dengan peningkatan suhu.

2. Jika pekali suhu Δ r C hlm< 0, то производная < 0 и функция semakin berkurangan. Akibatnya, kesan haba tindak balas berkurangan dengan peningkatan suhu.

3. Jika pekali suhu Δ r C hlm= 0, maka terbitan = 0 dan . Oleh itu, kesan haba tindak balas tidak bergantung kepada suhu. Kes ini tidak berlaku dalam amalan.

Persamaan pembezaan adalah mudah untuk analisis, tetapi menyusahkan untuk pengiraan. Untuk mendapatkan persamaan untuk mengira kesan haba tindak balas kimia, kami menyepadukan persamaan pembezaan Kirchhoff dengan memisahkan pembolehubah:

Kapasiti haba bahan bergantung kepada suhu, oleh itu, . Walau bagaimanapun, dalam julat suhu yang biasa digunakan dalam proses teknologi kimia, pergantungan ini tidak ketara. Untuk tujuan praktikal, kapasiti haba purata bahan digunakan dalam julat suhu dari 298 K hingga suhu tertentu. yang diberikan dalam buku rujukan. Pekali suhu kesan terma dikira menggunakan kapasiti haba purata:

Contoh: Mari kita hitung kesan haba tindak balas sintesis metanol pada suhu 1000 K dan tekanan piawai.

Penyelesaian: Untuk pengiraan, kami akan menggunakan data rujukan tentang kapasiti haba purata bahan yang mengambil bahagian dalam tindak balas dalam julat suhu dari 298 K hingga 1000 K (lihat Jadual 40 di halaman 56 buku rujukan):

Perubahan dalam kapasiti haba purata sistem akibat tindak balas kimia:

Hukum kedua termodinamik

Salah satu tugas terpenting termodinamik kimia adalah untuk menjelaskan kemungkinan asas (atau kemustahilan) kejadian spontan tindak balas kimia dalam arah yang sedang dipertimbangkan. Dalam kes di mana ia menjadi jelas bahawa interaksi kimia tertentu boleh berlaku, adalah perlu untuk menentukan tahap penukaran bahan permulaan dan hasil produk tindak balas, iaitu kesempurnaan tindak balas.

Arah proses spontan boleh ditentukan berdasarkan hukum kedua atau prinsip termodinamik, yang dirumuskan, sebagai contoh, sebagai postulat Clausius:

Haba itu sendiri tidak boleh bergerak dari badan yang sejuk ke yang panas, iaitu, proses sedemikian adalah mustahil, satu-satunya hasil yang akan menjadi pemindahan haba dari badan dengan suhu yang lebih rendah ke badan dengan suhu yang lebih tinggi.

Banyak rumusan undang-undang kedua termodinamik telah dicadangkan. Formulasi Thomson-Planck:

Mesin gerakan kekal jenis kedua adalah mustahil, iaitu, mesin yang beroperasi secara berkala adalah mustahil yang membolehkan kerja diperoleh hanya dengan menyejukkan sumber haba.

Perumusan matematik undang-undang kedua termodinamik timbul dalam analisis operasi enjin haba dalam karya N. Carnot dan R. Clausius.

Clausius memperkenalkan fungsi negara S, dipanggil entropi, perubahan yang sama dengan haba proses boleh balik dibahagikan dengan suhu

Untuk sebarang proses

(1.22)

Ungkapan yang terhasil ialah ungkapan matematik hukum kedua termodinamik.

KESAN TERMA, haba dibebaskan atau diserap secara termodinamik. sistem apabila bahan kimia mengalir melaluinya. r-tions. Ia ditentukan di bawah syarat bahawa sistem tidak melakukan apa-apa kerja (kecuali untuk kemungkinan kerja pengembangan), dan t-ry dan produk adalah sama. Oleh kerana haba bukan fungsi keadaan, i.e. semasa peralihan antara negeri bergantung pada laluan peralihan, maka dalam kes umum kesan haba tidak boleh berfungsi sebagai ciri daerah tertentu. Dalam dua kes, jumlah haba yang tidak terhingga (haba asas) d Q bertepatan dengan jumlah pembezaan fungsi keadaan: dengan isipadu malar d Q = = dU (U ialah tenaga dalaman sistem), dan dengan pemalar d Q = dH (H - entalpi sistem).

Dua jenis kesan terma secara praktikalnya penting: isoterma-isobarik (pada suhu malar T dan p) dan isoterma-isokorik (pada malar T dan isipadu V). Terdapat kesan terma berbeza dan integral. Kesan haba pembezaan ditentukan oleh ungkapan:

di mana u i, h i -resp. separa molar extr. tenaga dan ; v i -stoikiometrik pekali (v i > 0 untuk produk, v i<0 для ); x = (n i - n i 0)/v i ,-хим. переменная, определяющая состав системы в любой момент протекания р-ции (n i и n i0 - числа i-го компонента в данный момент времени и в начале хим. превращения соотв.). Размерность дифференциального теплового эффекта реакции-кДж/ . Если u T,V , h T,p >0, daerah dipanggil endotermik, dengan tanda yang bertentangan dengan kesan - eksotermik. Kedua-dua jenis kesan dikaitkan dengan:


Kebergantungan suhu kesan haba diberikan, penggunaannya, secara tegasnya, memerlukan pengetahuan tentang molar separa semua bahan yang terlibat dalam larutan, tetapi dalam kebanyakan kes kuantiti ini tidak diketahui. Oleh kerana untuk proses yang berlaku dalam penyelesaian sebenar dan persekitaran bukan ideal termodinamik lain, kesan terma, seperti yang lain, amat bergantung pada komposisi sistem dan eksperimen. keadaan, pendekatan telah dibangunkan yang memudahkan perbandingan daerah yang berbeza dan taksonomi kesan haba. Tujuan ini dilaksanakan oleh konsep kesan haba standard (ditandakan). Secara standard yang kami maksudkan adalah kesan terma yang dijalankan (selalunya secara hipotesis) dalam keadaan apabila semua entiti yang mengambil bahagian dalam daerah berada dalam keadaan yang diberikan. Berbeza dan kesan haba piawai kamiran sentiasa sama secara berangka. Kesan haba piawai boleh dikira dengan mudah menggunakan jadual haba pembentukan piawai atau haba pembakaran (lihat di bawah). Untuk media bukan ideal, terdapat percanggahan besar antara kesan haba yang sebenarnya diukur dan standard, yang mesti diingat apabila menggunakan kesan terma dalam pengiraan termodinamik. Contohnya, untuk diacetimide beralkali [(CH 3 CO) 2 NH (sol) + H 2 O (l) = CH 3 SOKH 2 (sol) + CH 3 COOH (l) +] dalam 0.8 n. Larutan NaOH dalam akueus (58% mengikut berat) pada 298 K diukur kesan haba DH 1 = - 52.3 kJ/. Bagi daerah yang sama di bawah keadaan piawai, = - 18.11 kJ/ diperolehi. Ia sangat bermakna. perbezaannya dijelaskan oleh kesan haba yang mengiringi bahan dalam larutan yang ditentukan (haba). Bagi pepejal, asid asetik cecair dan haba adalah sama, masing-masing: D H 2 = 13.60; D H 3 = - 48.62; D H 4 = - 0.83 kJ/, jadi = D H 1 - D H 2 - D H 3 + D H 4. Dari paparan contohtetapi apabila mengkaji kesan terma, adalah penting untuk mengukur kesan terma bagi fizikal-kimia yang disertakan. proses.

Kajian kesan haba adalah tugas yang sangat penting. asas mari bereksperimen kaedah - kalorimetri. Moden


Peralatan ini memungkinkan untuk mengkaji kesan terma dalam fasa gas, cecair dan pepejal, pada antara muka, serta dalam fasa yang kompleks. sistem. Julat nilai tipikal kesan haba yang diukur adalah daripada ratusan J/ hingga ratusan kJ/. Dalam jadual data kalorimetrik diberikan. pengukuran kesan haba daerah tertentu. Mengukur kesan haba, pencairan dan haba membolehkan seseorang beralih daripada kesan haba yang sebenarnya diukur kepada kesan standard.

Peranan penting dimiliki oleh kesan haba dua jenis - haba pembentukan sebatian. daripada bahan mudah dan haba pembakaran bahan tulen dengan pembentukan unsur yang lebih tinggi, di mana bahan itu terdiri. Kesan haba ini dikurangkan kepada keadaan standard dan dijadualkan. Dengan bantuan mereka, mudah untuk mengira sebarang kesan haba; ia sama dengan algebra. jumlah haba pembentukan atau haba pembakaran semua bahan yang terlibat dalam proses: Penerapan nilai jadualmembenarkan mengira kesan terma jamak. ribu rubel, walaupun nilai-nilai ini sendiri diketahui hanya untuk beberapa. seribu sambungan. Kaedah pengiraan ini tidak sesuai, walau bagaimanapun, untuk daerah dengan kesan haba yang kecil, kerana nilai kecil yang dikira diperoleh sebagai algebra. jumlah beberapa nilai besar, dicirikan oleh ralat nilai mutlak. boleh melebihi kesan haba. Pengiraan kesan haba menggunakan kuantiti