Теплота освіти - це що таке?

Поговоримо про те, що являє собою теплота освіти, а також визначимо ті умови, які називають стандартними. Для того щоб розібратися в даному питанні, з`ясуємо відмінності між простими і складними речовинами. Щоб закріпити поняття «теплота освіти», розглянемо конкретні хімічні рівняння.

Стандартна ентальпія утворення речовин

В реакції взаємодії вуглецю з газоподібним воднем виділяється 76 кДж енергії. У цьому випадку дана цифра - це тепловий ефект хімічної реакції. Але це і теплота освіти молекули метану з простих речовин. "Чому?" - Запитаєте ви. Це пояснюється тим, що вихідними компонентами були вуглець і водень. 76 кДж / моль буде тією енергією, яка хіміками називається "теплота освіти".

Таблиці з даними

У термохіміі існують численні таблиці, в яких вказані теплоти освіти різних хімічних речовин з простих речовин. Наприклад, теплота утворення речовини, формула якого CO₂, в газоподібному стані має показник 393,5 кДж / моль.

Відео: Ентальпія

практичне значення

Навіщо потрібні дані величини? Теплота освіти - це величина, яка застосовується при проведенні розрахунку теплового ефекту будь-якого хімічного процесу. Для того щоб проводити подібні розрахунки, буде потрібно застосування закону термохіміі.

Термохимия

Він є основним законом, який пояснює енергетичні процеси, які спостерігаються в процесі здійснення хімічної реакції. Під час взаємодії спостерігаються якісні перетворення в реагує системі. Одні речовини зникають, замість них з`являються нові компоненти. Такий процес супроводжується зміною в системі внутрішньої енергії, проявляється це у вигляді роботи або теплоти. Робота, яка пов`язана з розширенням, для хімічних перетворень має мінімальний показник. Теплота, що виділяється при перетворенні одного компонента в іншу речовину, може бути великою величиною.

Якщо розглядати різноманітні перетворення, практично для всіх спостерігається поглинання або виділення певної кількості тепла. Для пояснення явищ, що відбуваються був створений спеціальний розділ - термохімія.

закон Гесса

завдяки першого початку термодинаміки стало можливим проводити розрахунок теплового ефекту в залежності від умов проведення хімічної реакції. Базуються розрахунки на основному законі термохіміі, а саме на законі Гесса. Наведемо його формулювання: парниковий ефект хімічного перетворення пов`язаний з природою, початковим і кінцевим станом речовини, він не пов`язаний з шляхом проведення взаємодії.

Відео: Допоможемо разом Вірі знайти теплоту сімейного вогнища

Що випливає з цього формулювання? У разі отримання певного продукту немає необхідності застосовувати тільки один варіант взаємодії, можна проводити реакцію різноманітними способами. У будь-якому випадку, як би ви не отримували шукане речовина, парниковий ефект процесу буде постійною величиною. Для його визначення потрібно підсумувати теплові ефекти всіх проміжних перетворень. Завдяки закону Гесса стало можливим виконання розрахунків числових показників теплових ефектів, що неможливо провести в калориметр. Наприклад, кількісно теплота утворення речовини чадного газу обчислюється за законом Гесса, а ось шляхом звичайних дослідів визначити її вам не вдасться. Саме тому так важливі спеціальні термохимические таблиці, в яких внесені цифрові величини для різних речовин, певні при стандартних умовах

Важливі моменти в обчисленнях

З огляду на те, що теплота освіти - це тепловий ефект реакції, особливе значення має агрегатний стан даної речовини. Наприклад, при проведенні вимірювань прийнято вважати стандартним станом вуглецю графіт, а не алмаз. Також враховують тиск і температуру, тобто ті умови, в яких спочатку перебували реагують компоненти. Дані фізичні величини здатні надавати на взаємодію істотний вплив, підвищують або знижують величину енергії. Для того щоб виконувати основні розрахунки, в термохімії прийнято використовувати конкретні показники тиску і температури.

стандартні умови

Оскільки теплота утворення речовини - це визначення величини енергетичного ефекту саме при стандартних умовах, виділимо їх окремо. Температура для розрахунків вибирається 298 К (25 градусів за шкалою Цельсія), тиск - 1 атмосфера. Крім того, важливим моментом, на який варто звернути увагу, є той факт, що теплота освіти для будь-яких простих речовин дорівнює нулю. Це логічно, адже прості речовини не утворюють самі себе, тобто не відбувається витрачання енергії для їх виникнення.

елементи термохімії

Даний розділ сучасної хімії має особливе значення, адже саме тут проводять важливі обчислення, отримують конкретні результати, що застосовуються в теплоенергетиці. У термохіміі існує безліч понять і термінів, якими важливо оперувати, щоб отримувати бажані результати. ентальпія (&Delta-Н) свідчить про те, що хімічна взаємодія відбувалося в замкнутій системі, не було впливу на реакцію з боку інших реагентів, постійним був тиск. Таке уточнення дозволяє вести мову про точність виконуваних розрахунків.

Залежно від того, яку саме реакцію розглядають, величина і знак одержуваного теплового ефекту можуть істотно відрізнятися. Так, для всіх перетворень, які передбачають розкладання одного складного речовини на кілька простіших компонентів, передбачається поглинання теплоти. Реакції з`єднання безлічі вихідних речовин в один, більш складний продукт супроводжуються виділенням істотної кількості енергії.

висновок

При вирішенні будь-термохимической завдання застосовують один і той же алгоритм дій. Спочатку по таблиці визначають для кожного вихідного компонента, а також для продуктів реакції величину теплоти освіти, не забуваючи про агрегатному стані. Далі, озброївшись законом Гесса, складають рівняння для визначення шуканої величини.

Особливу увагу слід приділяти обліку стереохімічних коефіцієнтів, наявних перед вихідними або кінцевими речовинами в конкретному рівнянні. Якщо в реакції є прості речовини, то їх стандартні теплоти утворення дорівнюють нулю, тобто такі компоненти не впливають на одержуваний при розрахунках результат. Спробуємо використовувати отриману інформацію на конкретної реакції. Якщо взяти за приклад процес освіти з оксиду заліза (Fe³⁺) Чистого металу шляхом взаємодії з графітом, то в довіднику можна знайти величини стандартної теплоти освіти. Для оксиду заліза (Fe³⁺) Вона складе -822,1 кДж / моль, для графіту (простого речовини) вона дорівнює нулю. В результаті реакції утворюється чадний газ (CO), для якого даний показник має значення - 110,5 кДж / моль, а для виділяється заліза теплота освіти відповідає нулю. Запис стандартної теплоти утворення даного хімічного взаємодії характеризується наступним чином:

&Delta-Н_про298 = 3 (-110,5) - (-822,1) = -331,5 + 822,1 = 490,6 кДж.

Відео: № 184. Неорганічна хімія. Тема 20. Хімічні реакції. Частина 3. Завдання на теплоту освіти

Аналізуючи отриманий за законом Гесса числовий результат, можна зробити закономірний висновок про те, що даний процес є ендотермічним перетворенням, тобто він передбачає затрачивания енергії на реакцію відновлення заліза з його тривалентного оксиду.