7 Теплоемкости веществ зависимость теплоты реакции от температуры уравнение Кирхгофа

Наряду с энтальпиями образования и сгорания непосредственное значение к теплоте имеет молярная теплоемкость вещества( количество теплоты требующегося для увеличения 1 моль вещества 1градС

С= дж/моль к

2 частных случая теплоемкости

При постоянном объеме CV

При постоянном давлении СP

C= ,DQv=DE, CP=DM ,Cv= v.

СP= P теплоемкость при постоянном V и P

Связаны между собой

DH=DE+PDV=DE+NRDT

СP=CV+R

Зависимость теплоты реакции от температуры в ряде случаев теплота реакции зависит от Т наличия этой зависимости и сам ее характер определяется разностью теплоемкостью продуктов и реагентов

При P=const опред DСP

DCp=

Если DCp>0 то значит что в ходе реакции образуется более теплоемкие вещества тогда при нагревании системы все большая часть теплоты должна как бы оставаться в продуктах реакции след. Выделение теплоты в реакции уменьшается

DCp<0-величина теплоты увеличивается т.к образуется менее теплоемкие вещества которые при нагревании поглощают меньше теплоты чем реагенты

Зависимость теплового эффекта реакции от температуры выражается уравнением

-уравнение Киргофа

Теплоемкость веществ зависит от t от чего теплоемкость тоже будет различной это затрудняет точное интегрированием связи с чем пользуется приблизительным расчетом где используют среди значения теплоемкость вещества на рассматриваемом интервале t

Если в заданном t интервале происходит фазовое превращение 1 или нескольких веществ то удобно Тепловой эффект рассчитывать на основании таблиц или табличных функций

8Теплоты физико –химических процессов

1Растворение соли

Поскольку соль твердого вещества то при ее растворении последовательно протекают 2 процесса

Разрушение кристолической решетки----превращение

Эндотер DH>0

в ионы--------сольватация ионов

DH<0 экзотерм

DHраств=DHкр+DHсольв

Результирующий тепловой эффект процесса растворения =сумме DHкр и DHсольв С поглощением тепла растворяются нитраты а с выделением тепла сульфат меди есть ситуация когда присутствует только одна из названных стадий1 При растворении газа очевидно нет 1-ой стадии разрушения кристолическрй решетки остается только экзотер. сольватацияпоэтому растворение газов экзотермично2 при растворении кристаллов гидратация отсутствует стадия

сольватации остается экзотермическое разрушение кристолической решетки процесс идет с поглощением теплаРастворение сульфата меди (CuSO4)

1растворение кристалагидрата

CuSO4.5H2O(г)----CuSO4.5H2O(р)

DHраст=DHкр=11,7кДж

2 растворение безводной соли

CuSO4(г)—CuSO4(р)-------CuSO4.5H2O(р)

DHкр=11.7кДж / моль DHсоотв=-78.2кДж/моль

DHраспл=11.7+(-78.2)=-66.5кДж/моль

2 Реакция нейтрализации

Сильные кислоты и основания в растворе дисациируются полностью и поэтому теплота интрализации не зависит от них природы

DHf 0 -230 -286

кДж/моль DHнейтр=-286+230=-56кДж/моль

если в реакции нейтрализации участвует слабый электролит то процесс нейтрализации будет идти в две стадии на первой стадии происходит ионизация слабого электролита (диссоциация DH>0) а на 2-ой нейтрализации

HA---

DHдис>0 DHнейтр<0

DH=DHдис+DHнейтрЧем слабее электролит тем больше необходимо веществу передать тепла

Диссациация и нейтрализация H2CO3

H2CO3---

-700 дис1

-691 дис2 0 -676

DHдис1=-691+700=9кДж/моль

DHдис2=-676+691=15 кДж/моль

DHреакции=DHдис1+DHдис2+2DHнейтр=88кДж/моль3)фазовое превращение

Теплоты фазового перехода=разности DHобразования вещества в одном и другом состоянии для воды в процессе испарения DHисп=-242+286=кДж/моль

H2O(Ж)= -286 H2O(Г)=-242