Teplo vzdělání je co?

Hovoříme o tom, co tvoří teplo formace, a také definujeme ty podmínky, které se nazývají standardní. Abychom pochopili tento problém, objasníme rozdíly mezi jednoduchými a složitými látkami. Pro konsolidaci koncepce "tepla tvorby" budeme zvažovat specifické chemické rovnice.

Standardní entalpie tvorby látek

Při interakci uhlíku s plynným vodíkem se uvolní 76 kJ energie. V tomto případě je toto číslo teplotní efekt chemická reakce. Ale to je také teplo tvorby molekuly metanu z jednoduchých látek. "Proč?" - ptáte se. To se vysvětluje skutečností, že počátečními složkami byly uhlík a vodík. 76 kJ / mol bude energií, kterou chemici nazývají "teplo tvorby".

Tabulky dat

V termochémii existují četné tabulky, v nichž dochází k ohřevu tvorby různých chemikálie z jednoduchých látek. Například teplo tvorby látky, jejíž vzorec CO₂, v plynném stavu má index 393,5 kJ / mol.

Praktický význam

Proč potřebujeme tyto hodnoty? Teplo tvorby je množství, které se používá při výpočtu tepelného účinku každého chemického procesu. Pro provedení takových výpočtů bude vyžadováno použití termochemického práva.

Termochemie

Základním zákonem je vysvětlení energetických procesů pozorovaných v procesu chemické reakce. Během interakce jsou pozorovány kvalitativní transformace v reakčním systému. Některé látky zmizí, místo toho se objevují nové komponenty. Takový proces je doprovázen změnou vnitřního energetického systému, projevující se formou práce nebo tepla. Práce, která je spojena s expanzí, pro chemické přeměny, má minimální hodnotu. Teplo uvolněné, když je jedna složka převedena na jinou látku, může být velkým množstvím.

Pokud zvažujeme různé transformace, absorpce nebo emise určitého množství tepla jsou pozorovány téměř u všech. K vysvětlení probíhajících jevů byla vytvořena speciální část - termochemie.

Hessský zákon

Děkuji první termodynamický zákon bylo možné vypočítat tepelný účinek v závislosti na podmínkách chemické reakce. Výpočty jsou založeny na základním právu termochemie, a sice zákonu Hess. Uveďme jeho formulaci: tepelný účinek chemické transformace je spojen s přírodou, počátečním a konečným stavem hmoty, není spojen s cestou interakce.

Co vyplývá z této formulace? V případě získání určitého produktu není nutné použít pouze jednu variantu interakce, je možné provést reakci různými způsoby. V každém případě, bez ohledu na to, jak dostanete požadovanou látku, tepelný účinek procesu zůstane nezměněn. K tomu je třeba shrnout tepelné účinky všech meziproduktů. Díky Hessově zákonu bylo možné provádět numerické výpočty tepelných efektů, které nelze provést v kalorimetru. Například teplo tvorby oxidu uhelnatého je kvantitativně vypočteno podle Hessova zákona, ale běžnými experimenty nebudete schopni ho určit. To je důvod, proč jsou velmi důležité speciální termochemické tabulky, ve kterých jsou číselné hodnoty pro různé látky stanoveny za standardních podmínek

Důležité body ve výpočtech

Vzhledem k tomu, že teplo tvorby je tepelný účinek reakce, agregátní stav látky. Například při provádění měření je grafit považován za standardní stav uhlíku a ne diamant. Zohledněte také tlak a teplotu, tj. Podmínky, za kterých původně reagující složky existovaly. Tyto fyzikální veličiny mohou významně ovlivnit interakci, zvýšit nebo snížit množství energie. Pro provedení základních výpočtů je obvyklé používat termochemické specifické tlakové a teplotní indexy.

Standardní podmínky

Vzhledem k tomu, že teplo tvorby látky je stanovení velikosti energetického efektu za standardních podmínek, označíme je odděleně. Teplota pro výpočty je zvolena 298 K (25 stupňů Celsia), tlak je 1 atmosféra. Kromě toho je důležité věnovat pozornost skutečnosti, že teplo tvorby pro všechny jednoduché látky je nulové. To je logické, protože jednoduché látky Nevytvářejte se samy, to znamená, že pro jejich výskyt neexistuje žádný výdaj energie.

Prvky termochemie

Tato část moderní chémie je obzvláště důležitá, jelikož se zde provádějí důležité výpočty, získávají se konkrétní výsledky používané v tepelné energetice. V termochemii existuje mnoho pojmů a pojmů, které je důležité, aby bylo dosaženo požadovaných výsledků. Entalpie (Delta-H) naznačují, že chemická interakce probíhala v uzavřeném systému, nebyl žádný účinek na reakci jiných reakčních složek, tlak byl konstantní. Toto zdokonalení nám umožňuje mluvit o přesnosti výpočtů.

V závislosti na tom, jaký druh reakce uvažují, velikost a znamení výsledného tepelného účinku se mohou výrazně lišit. Takže pro všechny transformace zahrnující rozklad jedné komplexní látky do několika jednodušších složek se předpokládá absorpce tepla. Reakce kombinace více výchozích látek do jednoho, složitějšího produktu jsou doprovázeny uvolněním významného množství energie.

Závěr

Při řešení jakéhokoli termochemického problému je použit jeden a ten stejný algoritmus akcí. Nejprve se podle tabulky stanoví hodnota tepla tvorby pro každou výchozí složku, stejně jako pro reakční produkty, aniž by se zapomínalo na stav agregátu. Dále, ozbrojený hesenským zákonem, tvoří rovnici pro určení požadovaného množství.

Zvláštní pozornost by měla být věnována zohlednění stereochemických koeficientů dostupných před počátečními nebo konečnými látkami v konkrétní rovnici. Pokud jsou v reakci jednoduché látky, pak jejich standardní teplo tvorby je nulové, to znamená, že takové složky neovlivňují výsledek získaný ve výpočtech. Budeme se snažit použít informace získané o konkrétní reakci. Pokud budeme brát jako příklad proces tvorby z oxidu železa (Fe³⁺) čistého kovu interakcí s grafitem, pak v příručce lze nalézt hodnoty standardního tepla formace. Pro oxid železitý (Fe³⁺), je -822,1 kJ / mol, pro grafit (jednoduchá hmota) je nulová. V důsledku reakce se a oxid uhelnatý (CO), pro které má tento indikátor hodnotu 110,5 kJ / mol, a u uvolněného železa tvoří teplo tvorby nulu. Zaznamenávání standardního tepla tvorby dané chemické interakce je charakterizováno následovně:

Delta-H_o298 = 3 x (-110,5) - (-822,1) = -331,5 + 822,1 = 490,6 kJ.

Analýzou číselného výsledku získaného Hessovým zákonem můžeme vyvodit logický závěr, že tento proces je endotermická transformace, to znamená, že zahrnuje vynaložení energie na redukční reakci železa ze svého trojmocného oxidu.