Георгия Иванова
преподава по Химия
в град София
Големина на текста:
ТЕРМОХИМИЯ
(доц. Г. Велинов)
Протичането на всяка химична реакция е свързано, от една страна с
превръщане на веществата и, от друга страна - с поглъщане или освобождаване
на енергия (под форма на топлина или светлина, електрична, звукова енергия и
др.). Превръщането на веществата се извършва в съответствие със закона за
запазване масата на веществата. Познаването на топлинните ефекти на
химичните процеси е извънредно важно, тъй като от тях зависят условията за
реализиране на процесите, конструиране на реакционната апаратура, разходът
на енергия и пр. Част от химичните процеси се провеждат , за да се използва
енергията , която се отделя при тяхното протичане.
Разделът от химията, който изучава топлинните ефекти на химичните
процеси се нарича термохимия.
I. ТОПЛИННИ ЕФЕКТИ НА ХИМИЧНИТЕ РЕАКЦИИ
Eнергетичните промени при химичните процеси могат да се изразят с топлинния
ефект на химичната реакция. Количеството топлина, което се отделя или
поглъща при протичането на една химична реакция се нарича топлинен
ефект на реакцията. Топлинният ефект се бележи с Q и се измерва в
килоджаули (kJ).
В термохимията химичните процеси се описват с термохимични уравнения. За
разлика от обикновените химични уравнения, те включват и топлината на
процесите:
С
(тв)
+ О
2(г)
= СО
2(г)
+ Q
N
2(г)
+ О
2(г)
= 2NO
(г)
Q
Тъй като топлинният ефект на реакцията зависи от агрегатното състояние и от
вида на алотропната форма на веществата, в термохимичните уравнения, след
формулите на веществата, като индекс се отбелязва: (г) - газ; (т) - течност; (тв) -
твърдо вещество; (аq) - воден разтвор и т.н.
Химични реакции, които се извършват с отделяне на топлина се наричат
екзотермични. Те имат положителен топлинен ефект ( +Q).
Например образуването на СО
2
от въглерод и кислород е екзотермичен
процес, защото се извършва с отделяне на топлина в околната среда. Друг
пример за екзотермичен процес е образуването на вода от водород и кислород:
Н
2(г)
+ 1/2О
2(г)
-> Н
2
О
(г)
+ 242.5 kJ
Химичните реакции, които се извършват с поглъщане на топлина се наричат
ендотермични. Те имат отрицателен топлинен ефект ( Q).
Пример за ендотермична реакция е образуването на азотен оксид от азот и
кислород:
1/2N
2(г)
+ 1/2О
2(г)
-> NO
(г)
- 90.4 kJ
1
Промяната на енергията на системата (съвкупност от тела, които си
взаимодействат и образуват едно цяло) при протичането на екзотермична и на
ендотермична реакция в общ вид са изразени на следващите фигури:
продукти
E изходни отделя се Е на
вещества топлина реакцията
(+Q)
поглъща се
топлина
продукти изходни (-Q)
на вещества
реакцията
реакционен път реакционен път
Когато топлинният ефект на реакцията е положителен (т.е. при екзотермични
реакции), общата енергия на системата намалява. Продуктите на
екзотермичните реакции са по-бедни на енергия от изходните вещества и
следователно - по-стабилни.
В зависимост от вида на химичната реакция (химичен синтез, горене,
неутрализация) се говори за топлина на образуване, топлина на изгаряне,
топлина на неутрализация и т.н.
Топлина на образуване е количеството топлина, която съпътства
образуването на 1 mol химично съединение от съответните стабилни
прости вещества при определени условия: t
o
= 25
o
C, p = 1.10
5
Pa . Изразява
се в kJ/mol . Това трябва да се има предвид при писане на термохимичните
уравнения. Например:
1/2 N
2(г)
+ 1/2О
2(г)
= NO
(г)
90.4 kJ
N
2(г)
+ О
2(г)
= 2NO
(г)
180.8 kJ
Топлините на образуване на простите вещества се приемат за нула. Когато
химичният елемент съществува в няколко алотропни форми, нулева стойност на
топлина на образуване има само стабилната му при обикновени условия форма.
Топлина на изгаряне е количеството топлина, което се отделя или поглъща
при изгарянето на 1mol вещество в кислородна среда, при което се
получават висшите оксиди на съставящите го елементи. За практиката е
важно да се познават топлините на изгаряне на основните за човека енергийни
източници - храни и горива (дървесина, въглища, бензин, хляб, мляко, яйца и
пр.). По стойността на топлините на изгаряне се съди за калоричността на
храните и горивата. При това за горивата топлината на изгаряне се измерва
спрямо 1 kg (g) твърдо (или течно) гориво или 1m
3
газообразно гориво, а за
храните - спрямо 1 g.
II. ЗАКОНИ В ТЕРМОХИМИЯТА
Основен закон в термохимията е законът на руския химик Хес. Той гласи:
2
Топлинният ефект на една химична реакция при дадени условия зависи
само от началното и от крайното състояние, но не и от междинните етапи на
реакцията.
Например: получаването на СО
2
може да се извърши по два пътя:
?чрез пряко изгаряне на С до СО
2
в кислородна среда (1)
?като се премине през СО (2)
(1)  C + O
2
= CO
2
+ Q
3
CO
( 2) C + 1/2O
2
= CO + Q
1
Q
1
Q
2
CO + 1/2O
2
= CO
2
+ Q
2
C CO
2
Q
3
Според закона на Хес топлинният ефект на директното получаване на СО
2
ще
бъде равен на сумата от топлинните ефекти на двата междинни етапа, т.е.
Q
3
= Q
1
+ Q
2
Този закон позволява да се намери топлинния ефект на коя и да е междинна
реакция, ако са познати топлинните ефекти на другите междинни реакции и на
сумарната реакция. В посочения пример може непосредствено да се измери
топлинния ефект (топлината) на образуването на СО
2
(Q
3
) и на окислението на
СО до СО
2
(Q
2
). Следователно топлината на образуването на СО (Q
1
) , която
не се определя експериментално, може да се изчисли съгласно закона на Хес по
уравнението:
Q
1
= Q
3
- Q
2
От закона на Хес може да се изведе важно следствие, което разкрива връзката
между топлинния ефект на една реакция и топлината на образуване на
изходните вещества и на продуктите на реакцията. То гласи:
Топлинният ефект на една химична реакция е равен на сумата от топлините
на образуване на продуктите на реакцията минус сумата от топлините на
образуване на изходните вещества, като се има предвид броя на моловете
с които те участват.
Например: нека да се намери топлинният ефект на реакцията:
NH
3(г)
+ HCl
(г)
-> NH
4
Cl
(тв)
+ Q
ако се знае, че топлината на образуване на HCl е q
1
, на амоняка - q
2
, а на
амониевия хлорид NH
4
Cl - q
3
. Топлините на образуване обикновено се
записват под формулите на съединенията в термохимичните равенства:
NH
3(г)
+ HCl
(г)
-> NH
4
Cl
(тв)
+ Q
q
2
q
1
q
3
Съгласно следствието от закона на Хес : Q = q
3
(q
2
+ q
1
).
По-сложен пример: нека се намери топлинния ефект на реакцията на пържене
на пирита до серен диоксид при производството на сярна киселина:
4FeS
2
+ 11O
2
= 2Fe
2
O
3
+ 8SO
2
+ Q
q
1
q
2
q
3
3

Това е само предварителен преглед

За да разгледате всички страници от този документ натиснете тук.
Последно свалили материала:
ДАТА ИНФОРМАЦИЯ ЗА ПОТРЕБИТЕЛЯ
19 апр 2018 в 19:37 студент на 29 години от Пловдив - ПУ "Паисий Хилендарски", факулетет - Химически факултет, специалност - Медицинска химия, випуск 2019
15 дек 2017 в 19:46 студент от София - СУ "Св. Климент Охридски", факулетет - Биологически факултет, специалност - Биология, випуск 1998
17 дек 2016 в 10:04 ученик на 21 години от Варна - Първа езикова гимназия, випуск 2017
09 май 2016 в 02:04 ученик на 22 години от София - 035 СОУ "Добри Войников", випуск 2016
22 ное 2015 в 20:39 в момента не учи на 26 години от София
20 окт 2015 в 20:21 ученик на 21 години от Пловдив - СОУ "Св. Паисий Хилендарски", випуск 2017
 
Подобни материали
 

Nitrogen (element)

27 фев 2007
·
103
·
2
·
277

Some basic information on the element nitrogen.....
 

Перманганометрично доказване на желязо от 3 и желязо от 2 валентност

15 апр 2009
·
31
·
6
·
675
·
64

Калиевият перманганат е един от първите титреметрични реактиви. Той е въведен от Ф. Маргарит през 1846 г. за титруване на феро-соли.
 

Дефиниране на понятието суровина и класификация на суровините

14 ное 2006
·
156
·
6
·
1,779
·
62

Тема за държавен изпит по химия за професионални гимназии
 

Интензифицирзне на процесите на предочистка на водата

16 ное 2006
·
366
·
50
·
4,982

Опитът на промишлената експлоатация показва, че в йонитните обезсоляващи инсталации (йои), обработващи повърхностни води, често се наблюдават симптоми на влошаване на технологичните характеристики на йонообменните смоли и к
 

Химия

04 фев 2009
·
86
·
4
·
951
·
107
·
1

Аналитичен сигнал – съдържа качествена и количествена информация за съства и структората на изследвания обект...
1 2 3 4 5 » 11
 
Онлайн тестове по Химия
Химия и опазване на околната среда за 12-ти клас
изходен тест по Химия за Ученици от 12 клас
Тестът е за проверка на знанията на учениците по химия. въпросите имат само един верен отговор.
(За отличници)
12
1
1
3 мин
09.10.2019
Химия за 7 клас - II-pа част
състезателен тест по Химия за Ученици от 7 клас
Тест за проверка на знанията по химия в 7-ми клас. Може да се ползва при тематични състезания или олимпиади. Тестът е разделен на три части и всички въпроси в него имат само по един верен отговор.
(За отличници)
37
1
1
5 мин
02.08.2019
» виж всички онлайн тестове по химия

Термохимия

Материал № 17295, от 10 фев 2007
Свален: 539 пъти
Прегледан: 139 пъти
Качен от:
Предмет: Химия
Тип: Урок
Брой страници: 5
Брой думи: 1,033
Брой символи: 9,351

Потърси помощ за своята домашна:

Имаш домашна за "Термохимия"?
Намери бързо решение, с помощтта на потребители на Pomagalo.com:

Намери частен учител

Георгия Иванова
преподава по Химия
в град София
13

Аделина Маджарова
преподава по Химия
в град Стара Загора
с опит от  13 години
27

виж още преподаватели...
Последно видяха материала
Сродни търсения