Составители:
Рубрика:
Химическая термодинамика
13
1.2.3. Закон Гесса, его применение для расчетов
тепловых эффектов химических реакций
Тепловым эффектом называется количество тепла, выделяю-
щееся и поглощаемое при протекании процесса. При этом принима-
ется, что температуры исходных веществ и продуктов одинаковы и
любая другая работа, кроме механической, не совершается. Тогда из
первого начала термодинамики следует, что
QH
=∆
v
и
p
QH=∆ ,
т. е. тепловые эффекты изохорных и изобарных процессов, равные
изменению функций состояния U и H, не зависят от пути проведения
процесса.
Это положение, являющееся основным законом термохимии,
было сформулировано в 1840 году Гессом в следующем виде:
«Когда образуется какое-либо химическое соединение, то при
этом всегда выделяется одно и то же количество тепла, независимо
от того, происходит ли образование непосредственно или же кос-
венным путем и в несколько приемов».
Закон Гесса является следствием первого начала термодина-
мики, строго выполнимым при v=const или p=const. В химии чаще
применяются изобарные процессы (реакции при атмосферном дав-
лении), поэтому далее в основном будут использоваться изобарные
тепловые эффекты H∆ . Процессы, идущие с поглощением тепла
()
0
H
∆>, называются эндотермическими, а с выделением тепла
()
0
H
∆< — экзотермическими.
С помощью закона Гесса можно рас-
считывать тепловые эффекты реакций, кото-
рые по каким-либо причинам не были изме-
рены или их непосредственное измерение за-
труднительно. Например, можно рассчитать
тепловой эффект превращения графита в ал-
маз
()
H
∆ , который не может быть непосред-
ственно измерен из-за экстремальных усло-
вий протекания этой реакции. Можно, одна-
ко, измерить теплоты сгорания графита (
1
H
∆
)
и алмаза (
2
H
∆
) и, составив термохимический цикл (рис. 1.4), в соот-
ветствии с законом Гесса, можно приравнять суммы теплот, обходя
цикл по часовой стрелке:
21
HH H
∆+∆ =∆
;
отсюда искомая величина
Рис. 1.4. Термохимиче-
ский цикл системы
графит – алмаз – угле-
кислый газ
CC
+O +O
(
г
р
а
ф
ит
)
(
алмаз
)
H
∆
2
H
∆
CO
(газ)
2
22
H
∆
1
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- …
- следующая ›
- последняя »
