Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Тепловые эффекты химических реакций





Для систем, не совершающих полезной работы (W/ =0), первый закон термодинамики принимает вид:

dU=dQ+PdV (1.33)

при V=const dQv=dU , Qv=DU (1.34)

при P=const dQP=dU+PdV=d(U+PV) (1.35)

U+PV обозначается Н и называется энтальпией. (1.36)

Энтальпия, подобно внутренней энергии, является функцией состояния системы и определяется ее параметрами

dQp = dH , QP = DH (1.37)

Таким образом при отсутствии полезной работы теплота, подводимая к системе в изохорическом или изобарическом процессам расходуется только на увеличение, соответственно, внутренней энергии или энтальпии и поэтому является функцией состояния системы.

Это общее положение, вытекающее из первого закона термодинамики, было установлено экспериментально Г. И. Гессом и носит название закона Гесса: Тепловой эффект химической реакции не зависит от пути процесса, а определяется лишь состоянием исходных и конечных веществ в ней участвующих.

Тепловым эффектом называется количество выделенной или поглощенной теплоты при следующих условиях: система совершает только работу расширения, объем или давление остаются постоянными, температуры исходных и конечных веществ одинаковы, реакция протекает практически до конца.

Закон Гесса широко применяется для вычисления тепловых эффектов химических реакций. Тепловой эффект может быть вычислен различными методами: алгебраическим суммированием термохимических уравнений реакций, графическим методом, по энтальпиям образования и сгорания особенно широко применяются два последних метода.

Энтальпией образования называют изменение энтальпии (тепловой эффект при Р= Соnst) при образовании одного моля данного вещества из простых веществ в устойчивых состояниях. Энтальпии образования этих простых веществ равны нулю.

Тепловой эффект химической реакции равен разности сумм энтальпий образования конечных и исходных веществ.

DrH0298 = å( Df H0298 )кон - å( Df H0298 )исх (1.38)

Для различных веществ в стандартных состояниях (Р=1,013×105 Па) энтальпии образования обозначаются DfН0298, кДж /моль или ккал /моль и приведены в справочниках физико-химических величин.



Для реальных систем закон Гесса используют при вычислении общего количества теплоты, необходимого для нагревания (или выделяющегося при охлаждении) любой системы от Т1до Т2 при Р=Соnst, где Т1 ³Тст.

Qp= n T1ò T2 Cp(T)¶T ­ (1.39)

Учитывая зависимость теплоемкости от температуры, которая выражается уравнением (1.20): Ср=а+в×Т+с×Т2/ ×Т-2

При температурах стандартных (2980К) и более высоких интегрирование обычно ведут от Тст до Т, где Т³Тст

Qp= n Tcmò T2 (a +bT + cT2 + dT3 + c/T -2 )dT (1.40)

После интегрирования получим:

Qp=DH=n[a(T-Tст)+b/2(T2-T2CT)+c/3(T3-T3CT)+c/(1/TCT-1/T)+d/4(T4-T4CT)] (1.41)

Данные, необходимые для расчетов приводятся в справочниках термодинамических величин.

При приближенных расчетах можно пользоваться стандартными величинами теплоемкости С0р298, Дж/моль×К.

Энтальпией сгорания называют изменение энтальпии (тепловой эффект при Р=Соnst) при окислении одного моля данного вещества с образованием высших окислов и обозначают - DсН0298. Энтальпии сгорания этих окислов равны 0. Для различных органических веществ энтальпии сгорания в стандартных условиях приведены в справочниках.

Тепловой эффект химической реакции равен разности сумм энтальпий сгорания исходных и конечных веществ

DrH0298=å(DcH0298)исх-å(DcH0298)кон (1.42)

Этот метод применяется главным образом для вычисления тепловых эффектов реакций с участием органических веществ.

Тепловой эффект чаще вычисляется при постоянном давлении (необходимые для расчета данные приводятся в справочниках). Связь между величинами тепловых эффектов при постоянных давлении и объеме выражается уравнением:

Qp=DH=D(U+PV)=DU+PDV (1.43)

PDV=Wрасш=DnRT (1.44)

где Dn - изменение числа молей газообразных веществ

Dn = ånкон - ånисх (1.45)

При расчетах Dn - число молей жидких и твердых веществ обычно не учитывается, т.к. объем последних много меньше объема газов.






Date: 2015-05-09; view: 289; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2019 year. (0.004 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию