инається при хімічної реакції, називається тепловим ефектом реакції. Тепловий ефект хімічної реакції зазвичай відносять до молю продукту реакції і здебільшого виражають у кілоджоулях. Тепловий ефект реакції, що протікає при постійному тиску, дорівнює зміні ентальпії системи? Н. При екзотермічної реакції ентальпія системи зменшується (? Н lt; 0), а при ендотермічної - ентальпія системи збільшується (? Н gt; 0).
Якщо вихідні речовини і продукти реакції перебувають в стандартному стані, то в цьому випадку ентальпію реакції називають стандартною і позначають? Н °.
Визначення теплових ефектів може бути здійснено дослідним шляхом за допомогою калориметра або шляхом обчислень. В основі термохімічних розрахунків лежить закон Гесса: тепловий ефект хімічної реакції (т. Е. Зміна ентальпії? Н) залежить тільки від початкового і кінцевого стану що у реакції речовин і не залежить від проміжних стадій процесу.
Часто в термохімічних розрахунках застосовують наслідок із закону Гесса: ентальпія хімічної реакції дорівнює сумі ентальпій утворення продуктів реакції за вирахуванням суми ентальпій утворення вихідних речовин з урахуванням стехіометричних коефіцієнтів. Наприклад, стандартна ентальпія реакції nА + mВ? рС + qD розраховується за формулою
? Н ° Х.Р. =(Р? F Н ° С + q? F Н ° D)? (n? f Н ° А + m? f Н ° B),
де? f Н ° - стандартна ентальпія утворення речовини, кДж/моль.
Стандартної ентальпією утворення речовини називається стандартна ентальпія реакції утворення 1 моль даної речовини з простих речовин.
Виконання роботи
Будь-яка реакція нейтралізації сильної кислоти лугом зводиться до процесу Н + + ОН? ? Н2О.
Для визначення теплового ефекту реакції можна скористатися спрощеним калориметром, що складається з трьох склянок - зовнішнього і двох внутрішніх.
У сухий внутрішній стакан калориметра за допомогою мірного циліндра налити 25 мл 1 н. розчину лугу. В іншій сухий стакан налити 25 мл 1 н. розчину сірчаної кислоти. Опустити в розчин лугу термометр. Записати температуру і, не виймаючи термометр зі склянки, швидко влити кислоту в луг. Обережно помішуючи розчин термометром, відзначити і записати максимальну температуру. Цю температуру вважати кінцевою.
Вимоги до результатів роботи
Отримані дані занести в табл. 3.1.
Таблиця 3.1
Дані досвіду і результати розрахунків
Температура Т, дозміни ентальпії? Н, кДж? Н ° нейтр.практ., кДж/моль? Н ° нейтр. теор., кДж/мольОтносіт. помилка досвіду Е,% началь-наяконечная
Обчислити (всі обчислення пояснити словами):
. Зміна ентальпії реакції? Н за формулою? H =? V? ? ? c? ? Т,
де V - загальний об'єм розчину, мл; ?- Щільність розчину, г/мл; с - теплоємність розчину, Дж/(г? К); ? Т - різниця між кінцевою і початковою температурами. Прийняти щільність розчину після нейтралізації рівний 1г/мл, а теплоємність його? рівний теплоємності води, т. е. 4,18 Дж/(г? К).
2. Тепловий ефект реакції нейтралізації? Н ° нейтр.практ. у розрахунку на 1 моль еквівалентів кислоти. Так як 1 моль еквівалентів кислоти міститься в 1 л (1000 мл) розчину, а для реакції було взято 25 мл, то
? H нейтр.практ. =.
. Теоретичне значення зміна ентальпії реакції нейтралізації? Н ° нейтр. теор для рівняння Н + + ОН? ? Н2О.
Ентальпії освіти (? f Н °) для Н +, ОH? і Н2О відповідно рівні 0;- 230,2 і - 285,8 кДж/моль.
. Відносну похибку досліду Е (%):
.
Приклади розв'язання задач
При вирішенні завдань цього розділу слід користуватися табл. Б. 1.
Приклад 3.1. Обчислити тепловий ефект і написати термохімічне рівняння реакції горіння ацетилену, в результаті якої утворюються пари води і діоксид вуглецю. Скільки теплоти виділиться при згоранні 10 л ацетилену при нормальних умовах?
Рішення. Реакція горіння ацетилену протікає по рівнянню
С2Н2 (г) + 5? О2 (г)=2СО2 (г) + Н2О (г).
Користуючись наслідком із закону Гесса і довідковими даними з табл. Б.1, обчислюємо тепловий ефект реакції:
,
DH ° Х.Р. =[2 (- 393,5) + (- 241,8)]? [226,8 + 5 ?? 0]=- 1255,6 кДж.
Термохімічна називаються рівняння хімічних реакцій, в яких зазначено зміна ентальпії. Зміна ентальпії (тепловий ефект) записують у правій частин...
