Энергетика химических процессов — страница 3

  • Просмотров 700
  • Скачиваний 13
  • Размер файла 83
    Кб

величину pV. Для химического процесса, протекающего изобарически, V представляет собой разность между суммой объемов исходных веществ и продуктов реакции. Так, для реакции, записанной в общем виде: , изменение объема определяется равенством где VA, VB, …, VD, VE… - молярные объемы веществ A, B, …, D, E…; Vпрод – сумма молярных объемов продуктов реакции; Vисх – сумма молярных объемов исходных веществ. Следует отметить, что

подавляющее большинство химических реакций происходит при постоянном давлении. Поэтому таким реакциям в дальнейшем будет уделено наибольшее внимание. Тепловые эффекты реакций определяют как экспериментально, так и с помощью термохимических расчетов. Абсолютные значения внутренней энергии и энтальпии определить невозможно. Однако для термохимических расчетов это несущественно, т.к. здесь представляет интерес

энергетический эффект процесса, т.е. изменение состояния системы – изменение значений U и H (U и Н). При экзотермических реакциях теплота выделяется, т.е. уменьшается энтальпия, или внутренняя энергия системы, и значения Н и U для них отрицательны. При эндотермических реакциях теплота поглощается, т.е. Н и U системы возрастают, а Н и U имеют положительные значения (это значит, что продукт реакции менее устойчив, чем исходное

вещество). Для того, чтобы можно было сравнивать энергетические эффекты различных процессов, термохимические расчеты обычно относят к 1 моль вещества и условиям, принятым за стандартные. За стандартные принимают давление 101325 Па и температуру 25 оС (298,15 К). Стандартные тепловые эффекты принято обозначать . Уравнения химических реакций с указанием тепловых эффектов называют термохимическими уравнениями. Термохимическое

уравнение реакции синтеза 1 моля воды имеет вид: . В термохимических уравнениях указывается также агрегатное состояние и полиморфная модификация реагирующих и образующихся веществ: г – газовое, ж – жидкое, к – кристаллическое и т.д. В основе термохимических расчетов лежит закон, сформулированный Гессом Г.И. (1841): Тепловой эффект зависит только от вида (природы) и состояния исходных веществ и конечных продуктов, но не зависит от

пути процесса, т.е. от числа и характера промежуточных стадий. Так, образование оксида углерода (IV) из графита и кислорода можно рассматривать или как непосредственный результат взаимодействия простых веществ: , или как результат процесса, протекающего через промежуточную стадию образования и сгорания оксида углерода (II): или суммарно Согласно закону Гесса, тепловые эффекты образования СО2 как непосредственно из простых