Одесский автомобильно- дорожный колледж

www.avtodor.at.ua

Стандартная энтальпия образования (стандартная

теплота образования)

Под стандартной теплотой образования

• понимают тепловой эффект реакции образования одного моля вещества из простых веществ, его составляющих, находящихся в устойчивых стандартных состояниях.

• Например, стандартная энтальпия образования 1 моль метана из углерода и водорода равна тепловому эффекту реакции:

• С(тв) + 2H2(г) = CH4(г) + 76 кДж/моль. Стандартная энтальпия образования обозначается ΔHf

O. Здесь индекс f означает formation (образование), а перечеркнутый кружок, напоминающий диск Плимсоля[1] – то, что величина относится к стандартному состоянию вещества.

Составила презентацию Ольга Катана

• В литературе часто встречается другое обозначение стандартной энтальпии – ΔH298

0, где 0 указывает на равенство давления одной атмосфере (или, несколько более точно, на стандартные условия), а 298 – температура. Иногда индекс 0 используют для величин, относящихся к чистому веществу, оговаривая, что обозначать им стандартные термодинамические величины можно только тогда, когда в качестве стандартного состояния выбрано именно чистое вещество

Энтальпия образования простых веществ

• принимается равной нулю, причем нулевое значение энтальпии образования относится к агрегатному состоянию, устойчивому при T = 298 K. Например, для йода в кристаллическом состоянии ΔHI2(тв)

0 = 0 кДж/моль, а для жидкого йода ΔHI2(ж)

0 = 22 кДж/моль. Энтальпии образования простых веществ при стандартных условиях являются их основными энергетическими характеристиками.

Единицы измерения энтальпии образования -

Дж/г, Дж/моль.• Тепловой эффект любой реакции

находится как разность между суммой теплот образования всех продуктов и суммой теплот образования всех реагентов в данной реакции

(следствие закона Гесса):• ΔHреакции

O = ΣΔHfO (продукты) — ΣΔHf

O (реагенты) Термохимические эффекты можно включать в химические реакции.

Сайт химии Иволга

• Если при образовании сложного вещества из простых энергия затрачивается, то значение энтальпии для данного вещества положительное, а если выделяется, то отрицательное. Поскольку абсолютную энтальпию образования вещества определить невозможно, оперируют только с их разностями H в искусственно введенной шкале.

Разница энтальпий образования соединений обычно зависит от

температуры

• при которой проводится процесс. В связи с этим в справочниках, как правило, указывают стандартное (относящееся к температуре 25 °С) значение энтальпии, что обозначают верхним индексом (0). Обозначение энтальпии образования соединения (из простых веществ) снабжают также нижним индексом (f) (от англ. formation – образование). Тогда для стандартной энтальпии образования воды имеем:

Химические уравнения в которых указано количество выделившейся или

поглощенной теплоты

• называются термохимическими уравнениями. Реакции, сопровождающиеcя выделением тепла в окружающую среду имеют отрицательный тепловой эффект и называются экзотермическими. Реакции, сопровождающиеся поглощением тепла имеют положительный тепловой эффект и называются эндотермическими. Тепловой эффект обычно относится к одному молю прореагировавшего исходного вещества,

Тепловые эффекты (энтальпии)

• получают обычно на основе экспериментальных данных. В специальном приборе, который назван калориметром или калориметрической бомбой, проводят химическую реакцию с точно известными массами реагентов. Зная теплоемкость прибора, по изменению температуры в нем можно определить тепловой эффект реакции и занести найденное значение в справочник.

• Не все вещества можно получить, помещая простые вещества непосредственно в реактор. Например, глюкозу С6Н12О6 нельзя получить при непосредственном контакте углерода, кислорода и водорода. Это вещество возникает в результате биохимических процессов в живой клетке.

• В таких случаях приходит на помощь закон Гесса, который гласит, что тепловой эффект химической реакции определяется разностью энергетических состояний продуктов и реагентов и не зависит от пути реакции.

Из закона Гесса вытекают три важных следствия

• Следствие 1. Энтальпия реакции равна разности энтальпий образования продуктов и реагентов:

• Hр = Hf (прод.) – Hf (реаг.).• Так, если уравнение реакции в общем виде

записать следующим образом:• aА + bB = cC + dD,• то• Hр = cHf(C) + dHf(D) – aHf(A) – bHf(B).

Следствие 2. Энтальпия реакции равна разности энтальпий сгорания

реагентов и продуктов:

• Hр = Hсг(реаг.) – Hсг(прод.).• Для реакции:• aА + bB = cC + dD,• Hр = aHсг(А) + bHсг(B) – cHсг(C) – dHсг(D).• Следствие 3. Термохимические

уравнения реакций можно складывать и вычитать, умножать и делить, записывать справа налево, несмотря на подчас практическую неосуществимость обратных реакций.

• Иногда вместо энтальпий реакций используют теплоты реакций, а вместо энтальпий образования веществ их теплоты образования. Теплоты реакций и теплоты образования связаны с соответствующими энтальпиями простым соотношением:

• Q = –H.

Задача. При сжигании 3 г магния выделилось 75,15 кДж теплоты. Составьте

термохимическое уравнение реакции горения магния

Задача. При сжигании 93 г фосфора выделилось 2322 кДж теплоты. Составьте термохимическое

уравнение реакции горения. Найти теплоту образования фосфора

Задача. Вычислите тепловой эффект реакцииFe2O3 + 2Al Al2O3 + 2Fe,

если теплота образования оксида железа(III) составляет +821,5 кДж/моль, а теплота образования

оксида алюминия +1675,7 кДж/моль (теплота образования простого вещества равна нулю).

Сайт химии Иволга