Стандартные теплоты образования и сгорания.

Закон Гесса дает возможность рассчитать теплоты множества реакций по минимальному числу теплот некоторых реакций. Для этого используются стандартные теплоты.

Стандартная теплота образования (Н^о_{f, 298})  это тепловой эффект реакции образования 1 моля вещества из простых веществ, взятых в их обычном соотношении и при стандартных условиях : Р = 1 атм, Т = 298 К.

Считают, что простые вещества реагируют в виде той модификации и в том агрегатном состоянии, которые отвечают наиболее устойчивому состоянию элементов при данных Р и Т. При этих условиях теплота образования принимается равной нулю (например, для О₂, N₂, S, C ...). Соединения, для которых теплота образования Н^о_{f, 298} положительна  эндотермические, для которых Н^о_{f, 298}  0  экзотермические.

Зная стандартные теплоты образования всех участников реакции, можно рассчитать тепловой эффект самой реакции. Следствие из закона Гесса: тепловой эффект химической реакции равен сумме стандартных теплот образования продуктов реакции за вычетом суммы стандартных теплот образования исходных веществ.

аA + bB = cC + dD

(Н^о₂₉₈)_x = c (Н^о_{f, 298})_C + d (Н^о_{f, 298})_D  a (Н^о_{f, 298})_A  b (Н^о_{f, 298})_B

(Н^о₂₉₈)_x =  n (Н^о_{f, 298})_{конеч.в-в}   n (Н^о_{f, 298})_нач.в-в

Стандартные теплоты образования табулированы.

Стандартная теплота сгорания (H^o_{c, 298})  тепловой эффект реакции взаимодействия 1 моля вещества с кислородом с образованием при этом продуктов полного окисления при стандартных условиях (Р = const, Т = 298 К). Тепловой эффект реакции можно рассчитать по теплотам сгорания исходных и конечных веществ :

(Н^о₂₉₈)_x =  n (Н^o_{c, 298})_нач.в-в   n (Н^o_{c, 298})_{конеч.в-в}

Теплоты сгорания часто используются для нахождения теплот реакций органических соединений, которые почти никогда не протекают однозначно и до конца. Это объясняется двумя причинами : 1) горение в кислороде является реакцией, общей для всех органических веществ и идущей при соблюдении некоторых условий до конца, т.е. полностью и однозначно; 2) техника сожжения органических веществ при V = const достигла высокого совершенства и позволяет определить теплоту сгорания с точностью до  0,02% . Комбинируя теплоты сгорания, можно вычислить теплоту любой химической реакции между органическими веществами. Примеры :

1. Найдем теплоту реакции

С₆Н₆ (ж) = 3С₂Н₂ Н^о_I = ? (I)

Теплоты сгорания известны :

С₆Н₆ + 7 О₂ = 6СО₂ + 3Н₂О (ж) ; Н^о_II =  780980 кал (II)

C₂H₂ + 2 O₂ = 2CO₂ + H₂O (ж) ; H^o_III =  310620 кал (III)

(I) = (II)  3 (III) ; H^o_I = H^o_II  3H^o_III = 150880 кал

2. Найдем с помощью теплот сгорания теплоту образования органического вещества : (теплота образования кислорода равна нулю)

С₂Н₂ + 2 О₂ = 2СО₂ + Н₂О ; Н^o_{c, 298} известна

Н^o_{c, 298} = 2 + 

= 2 +  Н^o_{c, 298}

Недостаток расчета теплот реакций по теплотам сгорания (большой, но неизбежный)  уменьшение относительной точности получаемых результатов по сравнению с точностью исходных данных : во-первых, идет сложение ошибок, допущенных при измерении теплот сгорания органических реагентов; во-вторых, теплота реакции между реагентами почти всегда много меньше теплот сгорания реагентов. Во многих случаях относительная ошибка получаемой величины равна нескольким процентам (до нескольких десятков процентов).