Тақырып: Термохимия

Тақырып: Термохимия

Химиялық реакция кезінде жылу өзгерістерін зерттейтін физикалық химия тарауы термохимия деп аталады

Кез-келген химиялық реакция жылу сіңіре немесе бөле жүруі мүмкін

• Жылу бөле жүретін реакция – экзотермиялық деп аталады.
• Жылу сіңіре жүретін реакция – эндотермиялық деп аталады.
• Эндотермиялық реакция жылуы – оң, Н>0,, ал экзотермиялық – теріс, Н<0 болып саналады.

Бөлінген немесе сіңірілген жылу мөлшерін химиялық реакцияның жылу эффектісі деп аталады.

Жылу эффектісі 1 моль затқа қатысты және калориямен немесе джоульмен өлшенеді.

Жылу эффектісі көрсетілген химиялық реакция теңдеулерін термохимиялық деп атайды.

• Мысалы:  С+О2 = CO2+394 кДж/моль
• Н2+1/2О2 = Н2О + 285 кДж/моль
• 2С + 3Н2 + 1/2О2 = С2Н5ОН + 278,2 кДж/моль
• Реакцияның жылу эффектісін стандартты жағдайда (р - 1,013105 Па, Т-298 К ) жану және түзілу жылуы бойынша есептейді.
• Түзілу жылуы деп, 1,013105 Па қысымда, температура 298 К жағдайда 1 моль берілген қосылыстың жай заттардан түзілуге жұмсалған жылу эффектісін айтамыз. Бұл кезде реакцияға қатысушылардың барлығы тұрақты агрегаттық күйде болуы шарт.
• Жану жылуы деп, стандартты жағдайда 1 моль зат қарапайым оксидтерге дейін жанғанда бөлінетін жылуды айтамыз.

1840 жылы орыс ғалымы Г.Г. Гесс тәжірибелік жолмен химиялық реакцияның жылу эффектісі оның жүру жолынан тәуелсіз екенін дәлелдеді.

• Гесс заңы: Химиялық реакцияның жылу эффектісі (тұрақты көлемде және қысымда) процестің жүру жолына тәуелсіз, ол тек жүйенің бастапқы және соңғы күйлерімен анықталады.
• Гесс заңын графиттің көміртегі оксидіне (IV) дейін жануы бойынша көрсетуге болады. Реакцияны екі бағытта жүргізуге болады:
• С(қ)+О2(г) = CO2(г); Н
• С(қ)+1/2О2(г) = CO(г); Н1
• СО(г)+1/2О2(г) = CO2(г); Н2

Сызба нұсқа ретінде:

Сызба нұсқа ретінде:

Яғни, көрініп тұрғандай: Н=Н1+Н2

Сонымен, графит алдымен СО-ға және кейін CO2 немесе бірден CO2 дейін жанама, реакцияның жылу эффектісі бір мәнге ие болады. Жоғарыдағы теңдеуден Н1 =Н -Н2, яғни басқа реакциялардың жылу эффектісі белгілі болса, аралық реакциялардың жылу эффектісін табуға болады.

Гесс заңынан маңызды екі салдар шығады:

Гесс заңының бірінші салдары

• Стандартты жағдайда реакцияның жылу эффектісі сәйкесінше стехиометриялық коэффициенттерге көбейтілген реакция өнімдері мен бастапқы заттардың түзілу жылулар қосындыларының айырымына тең:

химиялық реакцияның жылу эффектісі

стехиометриялық коэффициенттері ескерілген реакция өнімдерімен бастапқы заттардың түзілу жылулар қосындысы

Берілген реакция үшін келесідей жазуға болады:

Берілген реакция үшін келесідей жазуға болады:

– реакция өнімдері мен бастапқы заттардың түзілу жылулары

стехиометрииялық коэффициенттер

Гесс заңынан маңызды екі салдар шығады:

Гесс заңының екінші салдары

• Стандартты жағдайда реакцияның жылу эффектісі сәйкесінше стехиометриялық коэффициенттерге көбейтілген бастапқы заттар мен реакция өнімдерінің жану жылулар қосындыларының айырымына тең:

химиялық реакцияның жылу эффектісі

стехиометриялық коэффициенттері ескерілген бастапқы заттармен реакция өнімдерінің жану жылулар қосындысы

Мысал. Стандартты жағдайда химиялық реакцияның жылу эффектісін есептеңіз. N2(г) + 3H2(г) =2 NH 3 (г)

• Шешімі: Анықтамалық кестеден реакцияға қатысушы реагенттер үшін түзілу жылуларын , кДж/моль жазып аламыз:
• NН3 (г) – 46,2
• N2 (г) – 0
• Н2 (г) – 0
• Гесс заңының бірінші салдарын пайдаланып, химиялық реакцияның жылу эффектісін есептейміз:
• (реакция экзотермиялық).

Бақылау сұрақтары

• Химиялық реакция жылу эффектісі дегеніміз не?
• Гесс заңы және оның салдарының анықтамасын айтыңыз.
• Стандартты түзілу және жану жылуы дегеніміз не?
• Стандартты жағдайда реакция жылу эффектісін түзілу және жану жылулары арқылы қалай есептейміз?

жүктеу/скачать 69,18 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: