Što je toplina obrazovanja?

Razgovarajmo o tome što čini toplinu formacije i također definiraju one uvjete koji se nazivaju standardima. Da bismo razumjeli ovaj problem, razjasnit ćemo razlike između jednostavnih i složenih tvari. Za konsolidaciju koncepta "vrućine formacije", razmotrit ćemo specifične kemijske jednadžbe.

Standardna entalpija stvaranja tvari

U interakciji ugljika s vodikovim plinom otpušta se 76 kJ energije. U ovom slučaju, ta je brojka toplinski učinak kemijska reakcija. Ali to je i vrućina formiranja molekule metana iz jednostavnih tvari. „Zašto?” - pitaj. To se objašnjava činjenicom da su početne komponente ugljik i vodik. 76 kJ / mol bit će energija koja kemičari nazivaju "toplinom formiranja".

Tablice podataka

U termokemiji postoje brojne tablice u kojima se grije formiranje raznih kemikalije od jednostavnih tvari. Na primjer, vrućina stvaranja tvari čija formula CO₂, u plinovitom stanju ima indeks od 393,5 kJ / mol.

Praktično značenje

Zašto nam ove vrijednosti trebaju? Toplina formacije je količina koja se koristi pri izračunavanju toplinskog učinka bilo kojeg kemijskog procesa. Kako bi se izvršili takvi izračuni, potrebna je primjena zakona termokemije.

termokemija

To je temeljni zakon koji objašnjava energetske procese koji se promatraju u procesu kemijske reakcije. Tijekom interakcije, promatrane su kvalitativne transformacije u sustavu reagiranja. Neke tvari nestaju, umjesto toga pojavljuju se nove komponente. Takav proces prati i promjena u unutarnjem energetskom sustavu, koja se očituje u obliku rada ili vrućine. Rad koji je povezan s ekspanzijom, za kemijske transformacije, ima minimalnu vrijednost. Toplina koja se oslobađa kada se jedna komponenta pretvori u drugu tvar može biti velika količina.

Ako uzmemo u obzir različite transformacije, apsorpcija ili emisija određene količine topline se promatra gotovo za sve. Kako bi se objasnio pojavljivanje fenomena, stvoren je poseban odjeljak - termokemija.

Hessijanski zakon

hvala prvi zakon termodinamike postalo je moguće izračunati toplinski učinak ovisno o uvjetima kemijske reakcije. Izračuni se temelje na osnovnom zakonu termokemije, odnosno zakonu Hess. Dajmo formulaciju: toplinski učinak kemijske transformacije povezan je s prirodom, početno i konačno stanje materije, nije povezano s načinom interakcije.

Što slijedi iz ove formulacije? U slučaju dobivanja određenog proizvoda, nije potrebno koristiti samo jednu varijantu interakcije, moguće je izvršiti reakciju na različite načine. U svakom slučaju, bez obzira na to kako dobivate željenu tvar, toplinski učinak postupka bit će nepromijenjen. Da bismo ga odredili, moramo sažeti termičke učinke svih međupredmetnih transformacija. Zahvaljujući Hessovom zakonu, postalo je moguće izvesti numeričke proračune toplinskih učinaka, što se ne može učiniti u kalorimetru. Na primjer, vrućina stvaranja tvari ugljikovog monoksida kvantitativno se izračunava prema Hessovom zakonu, ali običnim eksperimentima nećete ga moći odrediti. Zbog toga su vrlo važni posebni termokemijski tablice, u kojima se numeričke vrijednosti za različite tvari određuju u standardnim uvjetima

Važne točke u izračunima

S obzirom na činjenicu da je toplina formiranja toplinski učinak reakcije, agregatno stanje tvari koja se razmatra. Primjerice, prilikom provođenja mjerenja, grafit se smatra standardnim stanjem ugljika, a ne dijamantom. Također uzeti u obzir tlak i temperaturu, tj. Uvjete u kojima su komponente koje reagiraju izvorno postojale. Te fizičke veličine mogu značajno utjecati na interakciju, povećati ili smanjiti količinu energije. Za izradu osnovnih izračuna, uobičajeno je koristiti određene indekse tlaka i temperature u termo kemiji.

Standardni uvjeti

Budući da je toplina stvaranja neke tvari određivanje veličine energetskog učinka u standardnim uvjetima, neka ih izdvojimo. Temperatura za izračune je odabrana 298 K (25 stupnjeva Celzija), tlak je 1 atmosfera. Nadalje, važno je obratiti pažnju na činjenicu da je toplina formiranja bilo koje jednostavne tvari nula. Ovo je logično, jer jednostavne tvari Nemojte se formirati, tj. Nema potrošnje energije za njihovu pojavu.

Elementi termokemije

Ovo područje suvremene kemije od posebne je važnosti, budući da se ovdje provode važni proračuni, dobiveni su konkretni rezultati korišteni u inženjeriji toplinske energije. U termokemiji postoji mnogo pojmova i pojmova koji su važni za rad kako bi se dobili željeni rezultati. Entalpija (Delta-H) ukazuje na to da se kemijska interakcija dogodila u zatvorenom sustavu, nije bilo utjecaja na reakciju drugih reaktanata, tlak je bio konstantan. To poboljšanje omogućuje nam da govorimo o točnosti izračuna.

Ovisno o vrsti reakcije koju razmatraju, veličina i znak rezultirajućeg toplinskog učinka mogu se značajno razlikovati. Dakle, za sve transformacije koje uključuju dekompoziju jedne kompleksne tvari u nekoliko jednostavnijih komponenti, pretpostavlja se apsorpcija topline. Reakcije kombinacije višestrukih polaznih materijala u jedan složenije proizvode praćene su otpuštanjem značajne količine energije.

zaključak

Pri rješavanju bilo kakvog termokemijskog problema koristi se jedan i isti algoritam postupaka. Prvo, prema tablici, vrijednost toplote formiranja određuje se za svaku početnu komponentu, kao i za proizvode reakcije, bez zaboravljanja agregatnog stanja. Slijedeće, naoružani hejanskim zakonom, čine jednadžbu za određivanje željene količine.

Posebna se pozornost treba posvetiti uzimajući u obzir stereokemijske koeficijente dostupne prije početne ili konačne tvari u određenoj jednadžbi. Ako u reakciji postoje jednostavne tvari, tada njihova standardna toplina formacije je nula, tj. Takve komponente ne utječu na rezultat dobiven u izračunu. Pokušat ćemo koristiti informacije dobivene na određenu reakciju. Ako uzmemo kao primjer proces nastajanja od željezovog oksida (Fe³⁺) čistog metala interakcijom s grafitom, a zatim u priručniku mogu se naći vrijednosti standardne toplinske formacije. Za željezni oksid (Fe³⁺), to je -822.1 kJ / mol, za grafit (jednostavna tvar) je nula. Kao rezultat reakcije, a ugljični monoksid (CO), za koji ovaj indikator ima vrijednost od 110,5 kJ / mol, a za oslobođeno željezo toplina nastajanja odgovara nuli. Snimanje standardne topline formiranja određene kemijske interakcije karakterizira se kako slijedi:

Delta H_oko298 = 3 × (-110.5) - (-822.1) = -331.5 + 822.1 = 490.6 kJ.

Analizirajući dobiven zakonom Hess numerički rezultat, moguće je da logički zaključiti da je proces endotermni konverzije, to jest ona preuzima zatrachivaniya smanjenje energije željezo reakciju njegovog oksida željeza.