Закон Гесса. Следствия из закона Гесса.

Химическая термодинамика

Термодинамика – наука о взаимопревращениях теплоты и энергии. Система – тело или группа взаимодействующих тел, физически или мысленно выделенный их окружающей среды. Системы – бывают открытые (▲m≠0, ▲Q≠0), закрытые (▲m=0, ▲Q≠0) (изолированные (▲m=0, ▲Q=0). Гомогенные (когда каждый параметр во всех частях системы имеет одно и то же значение) и гетерогенные) (из нескольких фаз, где св-ва системы резко меняются). Состояние системы: равновесное (постоянство всех свойств во времени), стационарное (постоянство за счет обмена в-вом, Е между с-мой и окс.ср.) и переходное (изменение св-в во времени). Внутренняя энергия – полная Е с-мы, которая равна сумме потенциальной и кинетической энергии всех частиц данной с-мы: U=Eкин.+Епот.) Параметры состояния: масса, давление, концентрация., кол-во в-ва, температура. Интенсивные параметры не зависят от числа частиц, экстенсивные зависят. Ф-ия состояния: любая термодинамическая величина, зависящая только от текущего состояния системы. Процесс – переход системы из одного состояния в другое, сопровождается изменениями любого параметра. Теплота – мера беспорядочного, хаотичного движения тел или частиц. Работа – мера упорядоченного движения, Фаза – гомогенная часть с-мы, отделенная от других частей поверхностью раздела.

 

2.Типы процессов: самопроизвольные…

Самопроизвольные – процессы, не требующие затраты Е. Несамопроизвольные -требуют Е, т.е. влияние извне. Необратимые – если хоть 1 из промежуточных состояний неравновесно. Изобарный – процесс, протекающий в системе при постоянном давлении и постоянной массе идеального гада. Изохорный – происходит при постоянном объеме. Изотермический – при постоянной температуре. Адиабатический – когда система не обменивается теплотой с окружающим пространством.

 

Первое начало термодинамики

Система обладает особым св-вом, изменение которого – сумма теплоты и работы: ▲Е=Q+W. Энергия не исчезает и не возникает, а лишь переходит из одной своей формы в другую в строго эквивалентных соотношения =>невозможен вечный двигатель первого рода. Математическое выражение: Q=A±▲U=▲U±ρ*±▲ν Энтальпия – ф-ия состояния., изменение которой = теплоте, полученной с-мой в изобарном процессе: Qp=H2-H1=▲H; Энтальпия образования – изменение энтальпии системы ▲Н«а» сопровождается образованием 1 моль соединения «а» из простых в-в. Равна разности алгебраической суммы энтальпий образования всех продуктов р-ии и алгебраической суммы обр. всех исходных продуктов: ΔH = ∑(nΔH)_{продукты} - ∑(nΔH)_{реагенты}

Энтальпия сгорания: равна разности алгебр. Суммы теплот сгорания исх. В-в и алгебраической суммы теплот сгорания конечных продуктов р-ии.

 

Изменение энтальпии в ходе химической реакции.

Экзотермические и эндотермические процессы - это хим. р-ии, сопровождающиеся поглощением или выделением теплоты. Экзотермические - выделение Е из с-мы в окр. Среду. В р-те энтальпия с-мы уменьшается (▲Н<0). Эндотермические – поглощение Е из окр. Ср. => энтальпия повышается (▲Н>0). Энтальпия зависит от кол-ва в-ва, t и ρ => изменение энтальпии в ре-те хим. реакции определяют при стандартных условиях: давление – 760 мм РТ = 101325Па; температура – 298К=25°C. Стандартная энтальпия обр. простых в-в в их наиболее термодинамически устойчивом агрегатном состоянии при стандартных принимается = 0. Сложного в-ва - = энтальпии реакции получения 1 моль данного в-ва из простых в-вв при стандартных условиях. Числовые значения стандартных энтальпий искать в справочнике.

 

Закон Гесса. Следствия из закона Гесса.

Установлен в 1840 г. Тепловой эффект хим. реакции зависит только от природы и состояния исходных в-в и конечных продуктов и не зависит от пути реализации процесса, т.е. от пути перехода от начального состояния к конечному. В соответствии с законом Гесса: ▲Н=▲Н1+▲Н2. Следствия: энтальпия р-ии равна разности алгебраической суммы энтальпий образования всех продуктов р-ии и алгебраической суммы энтальпий образования всех исходных в-в:

Энтальпия р-ии сгорания = разности алгебраической суммы теплот сгорания исходных в-в и алгебраической суммы теплот сгорания конечных продуктов.

Энтальпия прямой р-ии численно равна энтальпии обратной р-ии, но противоположна по знаку.