Låt oss prata om vad värmen från bildning är, och även definiera de villkor som kallas standard. För att förstå denna fråga kommer vi att ta reda på skillnaderna mellan enkla och komplexa ämnen. För att konsolidera begreppet "bildningsvärme", överväg specifika kemiska ekvationer.
Standardentalpi för bildning av ämnen
I reaktionen mellan kol och gasformigt väte frigörs 76 kJ energi. I det här fallet är denna siffra den termiska effekten av en kemisk reaktion. Men detta är också värmen från bildningen av en metanmolekyl från enkla ämnen. "Varför?" - du frågar. Detta beror på det faktum att de ursprungliga komponenterna var kol och väte. 76 kJ / mol kommer att vara den energi som kemister kallar "bildningsvärmen".
Datatabeller
Inom termokemi finns det många tabeller som indikerar bildningsvärmen för olika kemikalier från enkla ämnen. Till exempel värmen från bildning av ett ämne vars formel är CO2, i gasformigt tillståndhar ett index på 393,5 kJ/mol.
Praktiskt värde
Varför behöver vi dessa värden? Bildningsvärmen är ett värde som används vid beräkning av värmeeffekten av en kemisk process. För att kunna utföra sådana beräkningar kommer tillämpningen av termokemins lag att krävas.
Termokemi
Han är den grundläggande lagen som förklarar de energiprocesser som observeras i processen för en kemisk reaktion. Under interaktionen observeras kvalitativa transformationer i det reagerande systemet. Vissa ämnen försvinner, nya komponenter uppstår istället. En sådan process åtföljs av en förändring i det inre energisystemet, vilket manifesterar sig i form av arbete eller värme. Arbetet i samband med expansion har en minimiindikator för kemiska omvandlingar. Värmen som frigörs vid omvandlingen av en komponent till en annan substans kan vara stor.
Om vi betraktar en mängd olika omvandlingar, för nästan alla sker en absorption eller frigöring av en viss mängd värme. För att förklara de förekommande fenomenen skapades ett speciellt avsnitt - termokemi.
Hess lag
Tack vare termodynamikens första lag blev det möjligt att beräkna den termiska effekten beroende på förutsättningarna för en kemisk reaktion. Beräkningarna bygger på termokemins grundläggande lag, nämligen Hess-lagen. Vi ger dess formulering: den termiska effekten av en kemisk omvandlingassocierat med materiens natur, initiala och slutliga tillstånd, det är inte associerat med hur interaktionen utförs.
Vad följer av denna formulering? När det gäller att erhålla en viss produkt finns det inget behov av att använda endast ett interaktions alternativ, det är möjligt att utföra reaktionen på en mängd olika sätt. Hur som helst, oavsett hur du får det önskade ämnet, kommer den termiska effekten av processen att vara samma värde. För att bestämma det är det nödvändigt att summera de termiska effekterna av alla mellanliggande transformationer. Tack vare Hess lag blev det möjligt att utföra beräkningar av numeriska indikatorer för termiska effekter, vilket är omöjligt att utföra i en kalorimeter. Till exempel, kvantitativt beräknas värmen för bildning av kolmonoxidämne enligt Hess lag, men du kommer inte att kunna bestämma det genom vanliga experiment. Det är därför speciella termokemiska tabeller är så viktiga, där numeriska värden kan anges för olika ämnen, fastställda under standardförhållanden
Viktiga poäng i beräkningar
Med tanke på att bildningsvärmen är reaktionens termiska effekt, är aggregationstillståndet för ämnet i fråga av särskild betydelse. Till exempel, när man gör mätningar, är det vanligt att betrakta grafit, snarare än diamant, som standardtillståndet för kol. Tryck och temperatur tas också med i beräkningen, det vill säga de förhållanden under vilka de reagerande komponenterna initi alt befann sig. Dessa fysiska storheter kan ha en betydande effekt på interaktionen, öka eller minska energivärdet. För grundläggande beräkningar,termokemi är det vanligt att använda specifika indikatorer för tryck och temperatur.
Standardvillkor
Eftersom värmen från bildningen av ett ämne är bestämningen av storleken på energieffekten under standardförhållanden, kommer vi att peka ut dem separat. Temperaturen för beräkningar är vald 298 K (25 grader Celsius), tryck - 1 atmosfär. Dessutom är en viktig punkt värd att uppmärksamma det faktum att bildningsvärmen för alla enkla ämnen är noll. Detta är logiskt, eftersom enkla ämnen inte bildas av sig själva, det vill säga det finns ingen energiförbrukning för deras bildning.
Elements of thermochemistry
Denna del av modern kemi är av särskild betydelse, eftersom det är här som viktiga beräkningar utförs, specifika resultat erhålls som används inom termisk kraftteknik. Inom termokemi finns det många begrepp och termer som är viktiga att använda för att få önskat resultat. Entalpi (ΔH) indikerar att den kemiska interaktionen ägde rum i ett slutet system, det fanns ingen påverkan på reaktionen från andra reagens, trycket var konstant. Detta förtydligande gör det möjligt för oss att prata om noggrannheten i de utförda beräkningarna.
Beroende på vilken typ av reaktion som avses kan storleken och tecknet på den resulterande termiska effekten skilja sig markant. Så för alla omvandlingar som involverar nedbrytning av ett komplext ämne till flera enklare komponenter, antas värmeabsorption. Reaktionerna av att kombinera många utgångsämnen till en, mer komplex produkt åtföljs avfrigör en betydande mängd energi.
Slutsats
När man löser termokemiska problem används samma algoritm för åtgärder. Först, enligt tabellen, för varje initial komponent, såväl som för reaktionsprodukterna, bestäms värdet på bildningsvärmet, utan att glömma aggregationstillståndet. Vidare, beväpnade med Hess lag, komponerar de en ekvation för att bestämma det önskade värdet.
Särskild uppmärksamhet bör ägnas åt att ta hänsyn till de stereokemiska koefficienterna som finns framför de initiala eller slutliga ämnena i en viss ekvation. Om det finns enkla ämnen i reaktionen, är deras standardvärme för bildning lika med noll, det vill säga sådana komponenter påverkar inte resultatet som erhålls i beräkningarna. Låt oss försöka använda den mottagna informationen om en specifik reaktion. Om vi som exempel tar processen för bildning av ren metall från järnoxid (Fe3+) genom interaktion med grafit, så kan du i uppslagsboken hitta värdena av standardvärmet vid bildning. För järnoxid (Fe3+) blir det –822,1 kJ/mol, för grafit (ett enkelt ämne) är det lika med noll. Som ett resultat av reaktionen bildas kolmonoxid (CO), för vilken denna indikator har ett värde på 110,5 kJ / mol, och för det frigjorda järnet motsvarar bildningsvärmen noll. Registreringen av standardvärmen för bildning av en given kemisk interaktion karakteriseras enligt följande:
ΔHo298=3× (–110,5) – (–822,1)=–331,5 + 822,1=490,6 kJ.
Analyserardet numeriska resultatet som erhålls enligt Hess-lagen, kan vi dra en logisk slutsats att denna process är en endoterm omvandling, det vill säga den involverar energiförbrukning för reaktionen av reduktion av järn från dess trevärda oxid.
