29. Формулировка закона Гесса, условия его выполнения. Энтальпия образования и сгорания. (определение).

Энтальпия(внутренняя энергия) химической реакции не завимит от пути перехода от начальных веществ к продуктам реакции, а определяется только видом и состоянием этих исходных веществ и продуктов. Условия его выполнения: 1) V =const, тогда имеем дело с ΔU (ΔU - это весь внутренний запас энергии, накопленный системой, но мы не все частицы составляющие наш мир, а следовательно и все энергетические взаимодействия между ними, а также не можем достичь т-ры=0К и поэтому не знаем состояние системы при этой т-ре) – поэтому это более редкий случай. 2) р =const, тогда имеем дело с ΔН (массовая ситуация) среди ΔН особую важность имеют энтальпии образования и сгорания Энтальпия образования – ΔН реакции образования 1 моль данного в-ва из простых в-в. При этом безразлично – осуществим процесс или нет.   Возможны обозначения ΔН ; ΔН; Δ Н Энтальпия сгорания – это ΔН сгорания 1 моль данного в-ва с образованием СО2(г) и Н2О(ж); состав остальных в-в указывают специально. Особое значение имеют стандартные величины, т.е. такими, где все участники процесса находятся в стандартных состояниях. Для индивидуальных жидких и кристаллических в-в за стандартное состояние принимают реальное состояние этого в-ва при данной т-ре и давлении 1 атм. Со станд. состоянием газов и жидкостей(р-ры0 несколько сложнее. Эти понятия восходят к понятиям «идеальный газ» и «идеальный р-р». Любой идеальный газ описывается уравнением pV=vRT. Для каждого реального газа уравнение состояния своё и его крайне сложно установить. Поэтому все проблемы отклонения св-в реальных газов от идеальных «прячут» в эффективную величину f (аналог давления). Этот путь используют для реальных газов fV=vRT. Фугитивностью (летучестью) называют такую величину, которая связана с другими термодинамическими характеристиками реального газа так же, как с ним связано давление в случае идеального газа. За стандартное состояние газообр. в-ва принимают состояние гипотетически идеального газа, летучесть которого равна единице, а энтальпии реального газа при той же температуре и давлении, стремящейся к нулю. Т.е. за станд. сост. принимается бесконечно разряженный газ. Та же самая ситуация и с растворами, только вместо летучести берут активность, которая связана с другими хар-ками реального р-ра так, как связана с ними концентрация в случае идеального ра-ра.

30. Следствия из закона Гесса. При каких условиях выполняется этот закон? Из закона Гесса вытекают важные следствия, которые позволяют рассчитывать энтальпии химических реакций. Следствие 1. Стандартная энтальпия химической реакции равна разности стандартных энтальпий образования продуктов реакции и реагентов (с учетом стехиометрических коэффициентов): (3.5) Стандартной энтальпией (теплотой) образования вещества (f означает "formation") при заданной температуре называют энтальпию реакции образования одного моля этого вещества из элементов, находящихся в наиболее устойчивом стандартном состоянии. Согласно этому определению, энтальпия образования наиболее устойчивых простых веществ в стандартном состоянии равна 0 при любой температуре. Стандартные энтальпии образования веществ при температуре 298 К приведены в справочниках. Понятия "энтальпия образования" используют не только для обычных веществ, но и для ионов в растворе. При этом за точку отсчета принят ион H+, для которого стандартная энтальпия образования в водном растворе полагается равной нулю: Следствие 2. Стандартная энтальпия химической реакции равна разности энтальпий сгорания реагентов и продуктов реакции (с учетом стехиометрических коэффициентов): (3.6) (c означает "combustion"). Стандартной энтальпией (теплотой) сгорания вещества называют энтальпию реакции полного окисления одного моля вещества. Это следствие обычно используют для расчета тепловых эффектов органических реакций. Следствие 3. Энтальпия химической реакции равна разности энергий разрываемых и образующихся химических связей. Энергией связи A- B называют энергию, необходимую для разрыва связи и разведения образующихся частиц на бесконечное расстояние: AB(г) A(г) + B(г). Энергия связи всегда положительна. Большинство термохимических данных в справочниках приведено при температуре 298 К . Для расчета тепловых эффектов при других температурах используют уравнение Кирхгофа: (дифференциальная форма) (3.7) (интегральная форма) (3.8) где Cp - разность изобарных теплоемкостей продуктов реакции и исходных веществ. Если разница T2 - T1 невелика, то можно принять Cp = const. где коэффициенты a, b, c и т.д. для отдельных веществ берут из справочника, а знак обозначает разность между продуктами и реагентами (с учетом коэффициентов).

31. Стандартные термодинамические характеристики. Понятие о стандартном состоянии индивидуальных жидких и кристаллических веществ, газов и растворов. Раздел химии, занимающийся изучением тепловых эффектов процессов – термохимия. Закон Гесса: энтальпия(внутренняя энергия) химической реакции не зависит от пути перехода от начальных веществ к продуктам реакции, а определяется только видом и состоянием этих исходных веществ и продуктов. Особое значение имеют стандартные величины, т.е. такими, где все участники процесса находятся в стандартных состояниях. Для индивидуальных жидких и кристаллических в-в за стандартное состояние принимают реальное состояние этого в- ва при данной т-ре и давлении 1 атм. Со станд. состоянием газов и жидкостей(р-ры0 несколько сложнее. Эти понятия восходят к понятиям «идеальный газ» и «идеальный р-р». Любой идеальный газ описывается уравнением pV=vRT. Для каждого реального газа уравнение состояния своё и его крайне сложно установить. Поэтому все проблемы отклонения св-в реальных газов от идеальных «прячут» в эффективную величину f (аналог давления). Этот путь используют для реальных газов fV=vRT. Фугитивностью (летучестью) называют такую величину, которая связана с другими термодинамическими характеристиками реального газа так же, как с ним связано давление в случае идеального газа. За стандартное состояние газообр. в-ва принимают состояние гипотетически идеального газа, летучесть которого равна единице, а энтальпии реального газа при той же температуре и давлении, стремящейся к нулю. Т.е. за станд. сост. принимается бесконечно разряженный газ. Та же самая ситуация и с растворами, только вместо летучести берут активность, которая связана с другими хар-ками реального р-ра так, как связана с ними концентрация в случае идеального ра-ра. Осталась одна проблема – аллотропные модификации. Какую из них брать за стандарт? Берут наиболее устойчивую форму. (искл. фосфор берут белый, а не более устойчивый красный, т.к. он более реактивный). S (к.ромб.), а не S (к. моноклин.), С (к. графит), а не С (к. алмаз) Если все участники процесса наход. В стандарт. Состоянии, тогда реакция – стандартная и обозначается верхним правым «ноликом».