Utbildningsvärmen är vad?

Låt oss prata om vad som utgör värmeutbildning, och definiera även de villkor som kallas standard. För att förstå denna fråga kommer vi att klargöra skillnaderna mellan enkla och komplexa ämnen. För att konsolidera begreppet "värme av formation" kommer vi att överväga specifika kemiska ekvationer.

Standard entalpi av bildandet av ämnen

I reaktionen mellan kol och gasformigväte alstrar 76 kJ energi. I detta fall är denna siffra den termiska effekten av en kemisk reaktion. Men det här är också metanmolekylens värme från enkla ämnen. "Varför?" - du frågar Detta förklaras av det faktum att de ursprungliga komponenterna var kol och väte. 76 kJ / mol kommer att vara den energi som kemister kallar "värme av formation".

Tabeller med data

I termokemi finns det många tabeller där värmerna för bildandet av olika kemikalier från enkla ämnen anges. Exempelvis bildas värmen av bildning av ett ämne vars formel CO₂, i gasformigt tillstånd har ett index på 393,5 kJ / mol.

Praktisk mening

Varför behöver vi dessa värden? Värmen av bildning är en kvantitet som används vid beräkning av termisk effekt av någon kemisk process. För att utföra sådana beräkningar kommer tillämpningen av lagen om termokemi att krävas.

termo

Det är den grundläggande lagen som förklararenergiprocesser observerade under kemisk reaktionsprocess. Under interaktionen observeras kvalitativa transformationer i reaktionssystemet. Vissa ämnen försvinner, nya komponenter visas istället. En sådan process åtföljs av en förändring i det inre energisystemet, manifesterat i form av arbete eller värme. Arbetet som är förknippat med expansionen, för kemiska omvandlingar, har ett minimivärde. Värmen som frigörs när en komponent omvandlas till en annan substans kan vara en stor mängd.

Om vi ​​överväger olika omvandlingar,Absorption eller frisättning av viss mängd värme observeras för nästan alla. För att förklara fenomenen som ägde rum skapades en speciell sektion-termokemi.

Den Hessiska lagen

Tack vare den första lagen om termodynamik,Det är möjligt att beräkna den termiska effekten beroende på förhållandena för kemisk reaktion. Beräkningarna är baserade på termokemiens grundläggande lag, nämligen Hess-lagen. Låt oss ge sin formulering: Den termiska effekten av kemisk omvandling är kopplad till naturen, det ursprungliga och slutliga tillståndet av materia, det är inte kopplat till sättet att växelverkan.

Vad följer av denna formulering? När det gäller att erhålla en viss produkt är det inte nödvändigt att använda endast en interaktionsvariant, det är möjligt att utföra reaktionen på olika sätt. Hur som helst, oavsett hur du får det önskade ämnet, kommer den termiska effekten av processen att vara oförändrad. För att bestämma det måste vi sammanfatta de termiska effekterna av alla mellanliggande transformationer. Tack vare Hess lag blev det möjligt att utföra numeriska beräkningar av termiska effekter som inte kan göras i en kalorimeter. Exempelvis beräknas värmebildningen av en kolmonoxid substans kvantitativt enligt Hess lag, men med vanliga experiment kan du inte bestämma det. Därför är speciella termokemiska tabeller mycket viktiga, i vilka numeriska värden för olika ämnen, bestämda under normala förhållanden

Viktiga punkter i beräkningarna

Med tanke på att värmen i utbildningen ärDen termiska effekten av reaktionen, det aggregerade tillståndet hos ämnet i fråga är av särskild betydelse. Till exempel, när mätningar utförs, anses grafit vara standardtillståndet för kol och inte diamant. Ta även hänsyn till trycket och temperaturen, det vill säga de förhållanden där de reagerande komponenterna ursprungligen existerade. Dessa fysiska kvantiteter kan utöva ett signifikant inflytande på interaktionen, öka eller minska mängden energi. För att utföra grundläggande beräkningar är det vanligt att använda specifika tryck- och temperaturindex i termokemi.

Standardvillkor

Eftersom värmen av bildandet av ett ämne ärbestämning av energianvändningens omfattning under normala förhållanden, ska vi avskilja dem separat. Temperaturen för beräkningarna är vald 298 K (25 grader Celsius), trycket är 1 atmosfär. Dessutom är en viktig punkt att uppmärksamma på det faktum att värmen av bildning för några enkla ämnen är noll. Detta är logiskt, eftersom enkla ämnen inte bildar sig själva, det vill säga det finns ingen energiutgift för deras förekomst.

Element av termokemi

Detta avsnitt av modern kemi har en speciellvärde, eftersom det är här som viktiga beräkningar utförs, får de konkreta resultat som används i värmekraftverk. I termokemi finns det många begrepp och termer som det är viktigt att använda för att erhålla de önskade resultaten. Entalpin (H?) Indikerar att en kemisk reaktion ägde rum i ett slutet system, fanns det ingen effekt på svaret från de andra reaktanterna, trycket var konstant. Denna förfining tillåter oss att prata om noggrannheten i beräkningarna.

Beroende på vilken typ av reaktionanser att storleken och tecknet på den resulterande värmeeffekten kan variera avsevärt. Så, för alla konverteringar som innebär nedbrytning av komplexa ämnen i flera enkla komponenter, antas värmeabsorption. Anslutning av ett flertal reaktionsutgångsmaterial i en mer komplex produkt åtföljs av frigörandet av stora mängder energi.

slutsats

Vid lösning av eventuella termokemiska problemApplicera samma algoritm för handlingar. Först, enligt tabellen, bestäms värdet av bildningsvärmen för varje initial komponent, såväl som för reaktionsprodukterna, utan att glömma aggregattillståndet. Nästa, beväpnad med den hessiska lagen, utgör ekvationen för att bestämma den önskade kvantiteten.

Särskild uppmärksamhet bör ägnas åt bokföringDe stereokemiska koefficienterna tillgängliga före de ursprungliga eller slutliga substanserna i en viss ekvation. Om det finns enkla ämnen i reaktionen är deras standardvärme av bildning noll, det vill säga, sådana komponenter påverkar inte resultatet som erhållits i beräkningarna. Vi kommer att försöka använda informationen som erhållits vid en specifik reaktion. Om vi ​​tar som ett exempel, bildas processen från järnoxid (Fe³⁺) av ren metall genom interaktion med grafit, så kan man i handboken hitta värdena för standardvärmen för bildning. För järnoxid (Fe³⁺) det blir -822,1 kJ / mol, för grafit(enkel sak) det är noll. Som en följd av reaktionen bildas kolmonoxid (CO), för vilken detta värde är 110,5 kJ / mol, och för det frigjorda järnet motsvarar värmen av bildning noll. Inspelningen av standardvärmen för bildning av en given kemisk interaktion karakteriseras som följer:

? H_om298 = 3 × (-110,5) - (-822,1) = -331,5 + 822,1 = 490,6 kJ.

Analysera Hess numeriskaResultatet kan man dra en logisk slutsats att denna process är en endoterm transformation, det vill säga innebär det energiförbrukningen på järnreduktionsreaktionen från dess trivalenta oxid.