Uddannelsens varme er hvad?

Lad os tale om, hvad der udgør varmeuddannelse, og definerer også de betingelser, der kaldes standard. For at forstå dette problem vil vi tydeliggøre forskellene mellem enkle og komplekse stoffer. For at konsolidere begrebet "dannelsesvarme" vil vi overveje specifikke kemiske ligninger.

Standard entalpi af dannelsen af ​​stoffer

I reaktionen mellem kulstof og gasformighydrogen producerer 76 kJ energi. I dette tilfælde er denne figur den termiske effekt af en kemisk reaktion. Men det er også metanmolekylets dannelse af simple stoffer. "Hvorfor?" - du spørger. Dette skyldes, at de oprindelige komponenter var kulstof og hydrogen. 76 kJ / mol vil være den energi, som kemikere kalder "varmeformation".

Datatabeller

I termokemi er der talrige tabeller, hvor opvarmning af dannelsen af ​​forskellige kemikalier fra enkle stoffer er angivet. For eksempel er varmen af ​​dannelse af et stof, hvis formel CO₂, i gasformen har et indeks på 393,5 kJ / mol.

Praktisk betydning

Hvorfor har vi brug for disse værdier? Formationsvarmen er en mængde, der anvendes ved beregning af den termiske effekt af enhver kemisk proces. For at udføre sådanne beregninger vil anvendelsen af ​​loven om termokemi være påkrævet.

termokemi

Det er den grundlæggende lov, der forklarerenergiprocesser observeret under kemisk reaktion. Under interaktionen observeres kvalitative transformationer i det reagerende system. Nogle stoffer forsvinder, nye komponenter vises i stedet. En sådan proces ledsages af en ændring i det indre energisystem, manifesteret i form af arbejde eller varme. Arbejdet, der er forbundet med udvidelsen til kemiske transformationer, har en minimumsværdi. Den varme, der frigives, når en komponent omdannes til et andet stof, kan være en stor mængde.

Hvis vi overvejer forskellige transformationer,Absorption eller frigivelse af en vis mængde varme ses for næsten alle. For at forklare de fænomener der fandt sted, blev der skabt et særligt afsnit-termokemi.

Den hessiske lov

Takket være den første lov af termodynamik,Det er muligt at beregne den termiske effekt afhængig af betingelserne for den kemiske reaktion. Baseret beregninger på de vigtigste termokemi lov, nemlig loven om Hess. Lad dets formulering: termisk effekt kemisk omdannelse relateret til arten, indledende og afsluttende tilstand af materialet, det ikke er forbundet med banen for interaktion.

Hvad følger af denne formulering? Ved opnåelse af et bestemt produkt er det ikke nødvendigt at anvende kun en vekselvirkning, det er muligt at udføre reaktionen på forskellige måder. Under alle omstændigheder, uanset hvordan du får det ønskede stof, vil den termiske effekt af processen være uændret. For at bestemme det skal vi opsummere de termiske virkninger af alle mellemliggende transformationer. Takket være Hess lov blev det muligt at udføre numeriske beregninger af termiske effekter, som ikke kan gøres i en kalorimeter. For eksempel beregnes varmen ved dannelse af et carbonmonoxidstof kvantitativt i overensstemmelse med Hess lov, men ved almindelige eksperimenter kan du ikke bestemme det. Derfor er specielle termokemiske tabeller meget vigtige, i hvilke numeriske værdier for forskellige stoffer, bestemt under standardbetingelser

Vigtige punkter i beregningerne

I betragtning af at uddannelsens varme erden termiske virkning af reaktionen, den samlede tilstand af det pågældende stof er af særlig betydning. For eksempel, når der udføres målinger, anses grafit for at være standardtilstanden for kulstof og ikke diamant. Også tage højde for trykket og temperaturen, det vil sige de betingelser, hvor de reagerende komponenter oprindeligt eksisterede. Disse fysiske mængder kan udøve en betydelig indflydelse på interaktionen, øge eller formindske mængden af ​​energi. For at udføre grundlæggende beregninger i termokemi besluttet at anvende konkrete indikatorer for tryk og temperatur.

Standardbetingelser

Da varmen af ​​dannelsen af ​​et stof erbestemmelse af størrelsen af ​​energien effekt under standardbetingelser, vi skal udpege dem separat. Temperaturen for beregningerne er valgt 298 K (25 grader Celsius), trykket er 1 atmosfære. Derudover er et vigtigt punkt at være opmærksom på, at den varme, der er dannet for enkle stoffer, er nul. Dette er logisk, fordi simple stoffer ikke danner sig selv, det vil sige, der er ingen udgifter til energi til deres forekomst.

Elementer af termokemi

Denne del af moderne kemi har en særligværdi, fordi det er her, at vigtige beregninger udføres, modtager de konkrete resultater anvendt i varmeenergi. I termokemi er der mange begreber og begreber, som det er vigtigt at operere for at opnå de ønskede resultater. Enthalpien (? H) angiver, at en kemisk reaktion fandt sted i et lukket system, var der ingen virkning på reaktionen fra de andre reaktanter, trykket var konstant. Denne præcisering gør det muligt for os at tale om rigtigheden af ​​beregningerne.

Afhængigt af hvilken slags reaktionoverveje, størrelsen og tegn på den resulterende varmeffekt kan variere betydeligt. Således antages der for alle transformationer, der involverer nedbrydning af et komplekst stof i flere enkle komponenter, varmeabsorption. Reaktionerne ved at kombinere multiple udgangsmaterialer i et mere komplekst produkt ledsages af frigivelsen af ​​en signifikant mængde energi.

konklusion

Ved løsning af ethvert termokemisk problemanvende den samme algoritme for handlinger. For det første bestemmes værdien af ​​formationsvarmen for hver initialkomponent såvel som for reaktionsprodukterne uden at glemme aggregattilstanden ifølge tabellen. Dernæst, bevæbnet med den hessiske lov, udgør ligningen til bestemmelse af den ønskede mængde.

Der skal lægges særlig vægt på regnskabDe stereokemiske koefficienter, der er til rådighed før de oprindelige eller endelige stoffer i en bestemt ligning. Hvis der er enkle stoffer i reaktionen, er deres standardvarme af dannelse nul, det vil sige, at sådanne komponenter ikke påvirker resultatet opnået i beregningerne. Vi vil forsøge at bruge de oplysninger, der er opnået på en bestemt reaktion. Hvis vi som et eksempel tager processen med dannelse fra jernoxid (Fe³⁺) af rent metal ved interaktion med grafit, så kan man i håndbogen finde værdierne af standardvarmen for dannelse. For jernoxid (Fe³⁺) det vil være -822,1 kJ / mol, for grafit(simpelt anliggende) er det nul. Som et resultat af reaktionen dannes carbonmonoxid (CO), for hvilken denne værdi er 110,5 kJ / mol, og for det frigjorte jern svarer formationsvarmen til nul. Optagelsen af ​​standardvarmen for dannelse af en given kemisk interaktion er karakteriseret som følger:

? H_cirka298 = 3 × (-110,5) - (-822,1) = -331,5 + 822,1 = 490,6 kJ.

Analyserer Hess numeriskeResultat kan man tegne en logisk konklusion om, at denne proces er en endoterm transformation, det vil sige, det indebærer energiforbrug på jernreduktionsreaktionen fra dets trivalente oxid.