Методические указания к лабораторной работе "Определение тепловых эффектов химических реакций" и СРС по теме "Химико-термодинамические расчеты". Сергеева Ц.Б. - 3 стр.

     Одним из следствий закона Гесса является следующее:        уравнении реакции выпишем табличные данные по ΔH ообр. в
тепловой эффект реакции равен сумме теплот образования
                                                                кдж/моль:
(ΔHобр) продуктов реакции за вычетом суммы теплот
                                                                     CаО (к.) + SiO2 (к.) = CaSiO3 (к.),   ΔH о = ?
образования исходных веществ. В виде уравнения
следствие из закона Гесса можно записать так:                   ΔH ообр. - 635,5 – 858,3   – 1582,6
     ΔН р −ции = ∑ (mΔH обр. )прод. −∑ (nΔH обр. )исх. (1)          Далее применяем следствие из закона Гесса в виде
где m, n – число молей каждого вещества в уравнении             формулы (1):
реакции.                                                            ΔН ро −ции = −1582,6 − (−635,5 − 858,3) = −88,8кдж
     Под теплотой образования понимают тепловой эффект               Одним из основных вопросов химии является вопрос о
реакции образования 1 моля вещества из простых веществ,         направлении химической реакции, в какую сторону и до
устойчивых при 25 оС и 101 кПа. Стандартные теплоты             какого предела реакция идет самопроизвольно, т.е. без
образования обозначаются ΔH ообр. . Теплоты образования         затраты работы извне. В термодинамике этот вопрос
простых веществ по определению равны нулю. Например,            решается с помощью термодинамических потенциалов,
теплота образования СаО(к.) – это теплота, выделяющаяся в       которые являются функциями состояния системы при
результате реакции: Са(к.) + 1/2О2(г.) = СаО(к.),               любых условиях, но направленность процессов определяют
                                                                при постоянстве соответствующих двух параметров. При
ΔH о298 = − 635,5 кдж/моль. Теплоте образования Н2О(ж.)
                                                                постоянных     давлении    и    температуре   критерием
соответствует тепловой эффект реакции Н2(г.) + 1/2О2(г.) =      направленности процесса является изменение функции
= Н2О(ж.), ΔH о298 = − 285,8 кдж/моль. Теплоте образования      состояния, называемой энергией Гиббса G или изобарно-
Н2SO4 (ж.) соответствует тепловой эффект реакции Н2(г.) +       изотермическим потенциалом, или свободной энергией
+ S(ромб.) + 2О2(г.) = Н2SO4(ж.), ΔH о298 = − 814,2 кдж/моль.   системы. По своему смыслу энергия Гиббса является
                                                                частью внутренней энергии системы, за счет которой
       Для многих веществ значения теплот образования
                                                                система может совершать максимальную полезную работу,
измерены экспериментально и приведены в справочниках
                                                                т.е. работу химической реакции. Соответственно:
термодинамических величин. Существование данных по
                                                                − ΔG = Amax , т.е. ΔG < 0 - реакция идет в прямом
ΔH ообр. позволяет путем использования следствия из закона
                                                                направлении; ΔG = 0 - это предел протекания реакций при
Гесса получить значение ΔH о для        многих химических       данных Р и Т, что отвечает достижению химического
реакций при стандартных условиях, не прибегая к                 равновесия; ΔG > 0 - реакция в прямом направлении не
эксперименту.                                                   идет, в случае обратимых реакций идет в обратном
     Пример 1. Вычислить тепловой эффект реакции                направлении. Таким образом, величина G является
окислов кальция и кремния с образованием силиката               движущей силой процесса: чем больше G, тем дальше
кальция CаО (к.) + SiO2 (к.) = CaSiO3 (к.).                     отстоит система от состояния равновесия, тем больше,
     Решение. Под формулой каждого вещества в                   говорят, химическое средство реагирующих веществ.

                            5                                                                      6