34 Внутренняя энергия и энтальпия

Внутренняя энергия U – термодинамическая функция состояния системы, включающая энергию поступательного и вращательного движения молекул, энергию внутримолекулярного колебательного движения атомов и атомных групп, составляющих молекулу, энергию вращения электронов в атомах, энергию, заключающуюся в ядрах атомов, и другие виды энергии, но без учета кинетической энергии тела в целом и его потенциальной энергии положения.

Энтальпия Н – теплосодержание системы, определяется соотношением

H =  U + р∙V,

где р − давление, V – объем системы.

Тепловой эффект химической реакции ∆H = H₂ – H_1.

В изобарно-изотермических условиях тепловой эффект не зависит от пути перехода и однозначно определяется начальным и конечным состоянием системы.

36 Эндотермические и экзотермические процессы.

Экзотермические реакции.

Известно множество реакций, при протекании которых выделяется энергия. Энергия выделяется, как правило, в виде теплоты.

Экзотермическая реакция – химическая реакция, при которой происходит выделение теплоты. rHо<0

Кроме экзотермических реакций возможны реакции, при протекании которых теплота поглощается, и, если ее не подводить, то реакционная система охлаждается. Такие реакции называют эндотермическими.

Эндотермическая реакция – химическая реакция, при которой происходит поглощение теплоты.

Тепловой эффект таких реакций положительный. Например: CaCO_3(кр) = CaO_(кр) +CO_2(г), _rH^о>0

2HgO_(кр) = 2Hg_(ж) + O_2(г), _rH^о>0

2AgBr_(кр) = 2Ag_(кр) + Br_{2(г), r}H^о>0.

37 Закон Гесса и следствия вытекающие из него Закон Гесса

Закон Гесса — основной закон термохимии, который формулируется следующим образом:

Тепловой эффект химической реакции, проводимой в изобарно-изотермических или изохорно-изотермических условиях, зависит только от вида и состояния исходных веществ и продуктов реакции и не зависит от пути её протекания.

Иными словами, количество теплоты, выделяющееся или поглощающееся при каком-либо процессе, всегда одно и то же, независимо от того, протекает ли данное химическое превращение в одну или в несколько стадий (при условии, что температура, давление и агрегатные состояния веществ одинаковы). Например, окисление глюкозы в организме осуществляется по очень сложному многостадийному механизму, однако суммарный тепловой эффект всех стадий данного процесса равен теплоте сгорания глюкозы.

На рисунке (3.1.) приведено схематическое изображение некоторого обобщенного химического процесса превращения исходных веществ А₁, А₂… в продукты реакции В₁, В₂…, который может быть осуществлен различными путями в одну, две или три стадии, каждая из которых сопровождается тепловым эффектом ΔH_i. Согласно закону Гесса, тепловые эффекты всех этих реакций связаны следующим соотношением: ΔH₁ = ΔH₂ + ΔH₃ = ΔH₄ + ΔH₅ + ΔH₆

Рис. 3.1. Схема химического процесса, протекающего в одну, две или три стадии