259
4 Окт 2018 в 10:01 04.10.2018 в 10:01

Термодинамика химических процессов. Тепловой эффект реакции

Содержание

Изучая естествознание и физику, люди узнали о химической, электрической, механической, ядерной, солнечной и прочих формах существования энергии. Согласно различным формам энергии, по-разному проявляются и энергетические эффекты химических реакций.

Существует также и особый вид энергии — так называемая химическая энергия — это потенциал химического вещества, подвергающегося трансформации посредством химической реакции для превращения в другие химические вещества.

Внутренняя энергия

Так при разложении воды на водород и кислород можно воспользоваться электролизом. Нужная для этого электрическая энергия выделяется в результате протекания окислительно-восстановительных реакций во время работы аккумулятора. Сгорание магния сопровождается выделением тепловой и световой энергии. А разложение хлорида и бромида серебра (I) в традиционном фотографическом процессе происходит с поглощением световой энергии. Также вследствие протекания химических реакций может выполняться механическая работа — например, при взрыве или работе двигателя внутреннего сгорания.

Все эти факты доказывают существование внутренней энергии, которая «скрыта» в веществах и высвобождается во время химических процессов. То есть химические реакции сопровождаются изменением не только состава и строения веществ, но и изменением их внутренней энергии.

Термодинамика химических процессов

Химическая термодинамика

Изучение взаимосвязи тепловой энергии и работы с химическими реакциями или с физическими изменениями состояния в рамках законов термодинамики.

Химическая термодинамика включает не только лабораторные измерения различных термодинамических свойств, но и применение математических методов для изучения химических явлений и спонтанности процессов.

Структура химической термодинамики основана на первых двух законах термодинамики. Исходя из первого и второго законов термодинамики, можно получить четыре уравнения, называемые «фундаментальными уравнениями Гиббса». Из этих четырех общих уравнений можно вывести множество частных, связывающих термодинамические свойства термодинамической системы с использованием относительно простой математики. В нем излагаются математические рамки химической термодинамики.

Тепловые явления, сопровождающие химические реакции

Чтобы разрушить что-либо в природе, нужно потратить определенное количество энергии. Не являются исключением из этого правила и разрушения химических связей в соединениях.

Так для разрушения связей между молекулами (лед, парафин, твердый углекислый газ, сахар и т.д.) достаточно небольшого количества тепловой энергии. А чтобы, не прибегая к растворению, разрушить химические связи между ионами (хлорид натрия, питьевая сода и т.д.), приходится тратить большое количество тепловой энергии (по крайней мере, на газовой плите вам их расплавить не удастся).

Энергию, выделенную или поглощенную системой во время течения в ней химической реакции, называют энергетическим эффектом реакции.

Он составляет разницу между внутренней энергией реагентов и продуктов реакции.

Часто в результате преобразования одних веществ в другие выделяется или поглощается тепловая энергия. Ее количество (обозначают ΔH\Delta H, измеряют в Дж, кДж т.д.) называют тепловым эффектом химической реакции. Он зависит от природы реагирующих веществ, их количества и агрегатного состояния, давления и т. Поэтому в целях стандартизации тепловые эффекты отмечают для температуры 25°С и давлении 0,101 МПа.

Такая энергия, которая может выделяться (или поглощаться) из-за реакции между набором химических веществ, численно равна разнице между энергетическим содержанием продуктов и реагентов, если исходная и конечная температуры одинаковы.

Это изменение энергии можно оценить по энергии связи различных химических связей в реагентах и продуктах.

Тепловые эффекты определяют экспериментально в специальных приборах — калориметрах. На практике их вычисляют для оценки теплоты сгорания веществ, теплотворной способности топлива, энергетической ценности пищевых продуктов.

Автор статьи
+0
-0
Нет комментариев
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат

Интересные статьи за сегодня

Где лучше всего студентам живется?
5972 +78
1
Сегодня вы студент, а завтра уже нет. Как вернуться к учебе после отчисления?
6754 +72
0
Все секреты SAT и ACT.
461 +57
0
Форму набора каждый выбирает сам – по возможностям или по желанию. Спешим обрадовать: у коммерции тоже есть плюсы.
6059 +52
1
Особенности онлайн-общения с будущим работодателем.
469 +45
0
Автор
Хотите выполнять заказы? Стать автором
Заказчик
Хотите заказать работу? Разместить заказ
Доверьте свою работу экспертам
Разместите заказ
Наша система отправит ваш заказ на оценку 28 759 авторам
Первые отклики появятся уже в течение 10 минут