2. Энтальпия. Первый закон термодинамики. Правила термохимии. Закон Гесса.

Энтальпия (Н) – тепловой эффект реакции. [Дж]. Энтальпия образования (∆_f H⁰) – энтальпия реа-и образования 1 моль вещ-ва в станд. состоянии из соответствующих простых вещ-в, взятых в станд. условиях.[Дж\моль Энтальпия системы - однозначная функция H состояния термодинамической системы при независимых параметрах энтропии S и давлении P, связана с внутренней энергией U соотношением H=U+PV, где V – объем системы.

В химии чаще всего рассматривают изобарические процессы (P = const), и тепловой эффект в этом случае называют изменением энтальпии системы или энтальпией процесса: Q=∆H, ∆H=∆\U+P∆V. В термодинамической системе выделяющуюся теплоту химического процесса условились считать отрицательной (экзотермический процесс, ΔH < 0), а поглощение системой теплоты соответствует эндотермическому процессу, ΔH > 0. Уравнения химических реакций с указанием энтальпии процесса называют термохимическими. Численные значения энтальпии ΔH указывают через запятую в кДж и относят ко всей реакции с учетом стехиометрических коэффициентов всех реагирующих веществ. Поскольку реагирующие вещества могут находиться в разных агрегатных состояниях, то оно указывается нижним правым индексом в скобках: (т) – твердое, (к) – кристаллическое, (ж) – жидкое, (г) – газообразное, (р) – растворенное. Химические реакции, протекающие с выделением тепла, называются экзотермическими, а с поглощением тепла – эндотермическими.

Первый закон термодинамики: В любом процессе общее изменение внутр. энергии = сумме поглощенной теплоты и проделанной работы. ∆U = q (теплота) + W (работа)

Пользуясь табличными значениями можно рассчитать энтальпии различных химических процессов и фазовых превращений. Основанием для таких расчетов является закон, сформулированный петербургским профессором Г. И. Гессом «Тепловой эффект (энтальпия) процесса зависит только от начального и конечного состояния и не зависит от пути перехода его из одного состояния в другое». Анализ закона Гесса позволяет сформулировать следующие следствия:1.Энтальпия реакции равна разности сумм энтальпий образования конечных и начальных участников реакций с учетом их стехиометрических коэффициентов. 2. Энтальпия реакции равна разности сумм энергий связей E_св исходных и конечных реагентов с учетом их стехиометрических коэффициентов.3.Энтальпия реакции образования вещества равна энтальпии реакции разложения его до исходных веществ с обратным знаком.

(Следствие 1)Теплота образования в-ва не зависит от способа его получения. 2)тепловой эффект хим.реакции = сумме теплот образовавшихся продуктов р-ии --- сумма теплот образования исх. в-в)Из вышесказанного видно, что закон Гесса позволяет обращаться с термохимическими уравнениями как с алгебраическими, т. е. складывать и вычитать их, если термодинамические функции относятся к одинаковым условиям.

Термохимия – наука, изучающая энергетические эффекты реакций. Термодинамическая сис-ма – любой объект, который является предметом рассмотрения с точки зрения превращения энергии. Внутренняя энергия U – полная энергия системы, складывающаяся из кинетической и потенциальной энергии атомных ядер, электронов, атомов и молекул.

Н	S	G
–	+	–	Возможна при любых температурах
+	–	+	Невозможно при любых температурах
+	+	±	Возможно при достаточно высоких
–	–	±	Возможно при достаточно низких