Тепловые эффекты различных процессов

1. Теплота растворения – это количество энергии, которое выделяется или поглощается при растворении 1 моля вещества в количестве растворителя, достаточном для полной сольватации (на 1 моль вещества 300 – 400 молей растворителя).

Теплота растворения равна сумме двух слагаемых:

DН_{растворения} = DН₁ + DН₂

где DН₁ – теплота перехода твердого или газообразного вещества в то состояние, в котором оно существует в растворе.

DН₂ – теплота взаимодействия растворяемого вещества с растворителем (теплота сольватации или теплота гидратации, если растворителем является вода).

DН₂ всегда отрицательна, а _DН₁ может быть и положительна и отрицательна.

П

ример. Вычислить тепловой эффект перехода CuSO₄ ®CuSO₄×5H₂O (теплоту гидратации), если теплота растворения CuSO₄ и CuSO₄×5H₂O равны 66,5 и –11,7 кДж соответственно. Исходя из закона Гесса:

66,5 = Q_x –11,7.

Отсюда: Q_х = + 78,2 кДж; DН = –78,2кДж

2. ^ Теплота нейтрализации – это количество энергии, которое выделяется при образовании одного моля воды из Н⁺ (Н₃О⁺) и ОН^– при стандартных условиях:

NaOH + HCl = NaCl + H₂O или

H⁺(aq) + OH^–(aq) = H₂O(ж) + 56,98 кДж

При взаимодействии сильной кислоты и сильного основания, независимо от их природы, теплота нейтрализации будет постоянной и равна 56,98 кДж.

Если в реакцию вступает слабая кислота или слабое основание, то теплота нейтрализации будет меньше, так как ионизация кислоты (основания) потребует затраты энергии.

HCN + NaOH = NaCN + H₂O + Q

HCN + OH^– = CN^– + H₂O + Q; Q < 56,98 кДж

3. ^ Теплота фазовых превращений – это количество энергии, которое выделяется или поглощается в процессе перехода компонентов системы из одной фазы в другую.

Пример. Вычислить тепловой эффект перехода Si _{(аморфный)} ® Si _{(кристаллический)}, если теплоты сгорания этих модификаций составляют 867,3 и 850,6 кДж соответственно. Аморфный кремний можно сразу окислить до SiO₂:

Si(ам) + О₂ =SiO₂ + 867,3 кДж, а можно сначала превратить его в кристаллическую модификацию, которую затем подвергнуть окислению.

1. Si _(ам) = Si _{(крист.)} + Q_x

2. Si _{(крист.)} + О₂ = SiO₂ + 850,6 кДж

867,3 – 850,6 = 16,7 кДж

DН = – 16,7 кДж

Date: 2015-05-22; view: 1126; Нарушение авторских прав