Kom ons praat oor wat die hitte van vorming is, en definieer ook daardie toestande wat standaard genoem word. Om hierdie kwessie te verstaan, sal ons die verskille tussen eenvoudige en komplekse stowwe uitvind. Om die konsep van "hitte van vorming" te konsolideer, oorweeg spesifieke chemiese vergelykings.
Standaard entalpie van vorming van stowwe
In die reaksie van interaksie van koolstof met gasvormige waterstof, word 76 kJ energie vrygestel. In hierdie geval is hierdie syfer die termiese effek van 'n chemiese reaksie. Maar dit is ook die hitte van vorming van 'n metaanmolekule uit eenvoudige stowwe. "Hoekom?" - jy vra. Dit is te wyte aan die feit dat die aanvanklike komponente koolstof en waterstof was. 76 kJ / mol sal die energie wees wat chemici die "hitte van vorming" noem.
Datatabelle
In termochemie is daar talle tabelle wat die hitte van vorming van verskeie chemikalieë uit eenvoudige stowwe aandui. Byvoorbeeld, die hitte van vorming van 'n stof waarvan die formule CO2 is, in die gasvormige toestandhet 'n indeks van 393,5 kJ/mol.
Praktiese waarde
Hoekom het ons hierdie waardes nodig? Die hitte van vorming is 'n waarde wat gebruik word wanneer die hitte-effek van enige chemiese proses bereken word. Om sulke berekeninge uit te voer, sal die toepassing van die wet van termochemie vereis word.
Termochemie
Hy is die basiese wet wat die energieprosesse verduidelik wat in die proses van 'n chemiese reaksie waargeneem word. Tydens die interaksie word kwalitatiewe transformasies in die reagerende sisteem waargeneem. Sommige stowwe verdwyn, nuwe komponente verskyn in plaas daarvan. So 'n proses gaan gepaard met 'n verandering in die interne energiestelsel, wat hom in die vorm van werk of hitte manifesteer. Die werk wat verband hou met uitbreiding het 'n minimum aanwyser vir chemiese transformasies. Die hitte wat vrygestel word in die transformasie van een komponent na 'n ander stof kan groot wees.
As ons 'n verskeidenheid transformasies oorweeg, is daar vir byna almal 'n absorpsie of vrystelling van 'n sekere hoeveelheid hitte. Om die verskynsels te verduidelik, is 'n spesiale afdeling geskep - termochemie.
Hess se wet
Danksy die eerste wet van termodinamika het dit moontlik geword om die termiese effek na gelang van die toestande van 'n chemiese reaksie te bereken. Die berekeninge is gebaseer op die basiese wet van termochemie, naamlik die Hess-wet. Ons gee sy formulering: die termiese effek van 'n chemiese transformasiegeassosieer met die aard, die aanvanklike en finale toestand van materie, word dit nie geassosieer met die manier waarop die interaksie uitgevoer word nie.
Wat volg uit hierdie bewoording? In die geval van die verkryging van 'n sekere produk, is dit nie nodig om slegs een interaksie-opsie te gebruik nie, dit is moontlik om die reaksie op 'n verskeidenheid maniere uit te voer. In elk geval, maak nie saak hoe jy die gewenste stof verkry nie, die termiese effek van die proses sal dieselfde waarde wees. Om dit te bepaal, is dit nodig om die termiese effekte van alle intermediêre transformasies op te som. Danksy die wet van Hess het dit moontlik geword om berekeninge van numeriese aanwysers van termiese effekte uit te voer, wat onmoontlik is om in 'n kalorimeter uit te voer. Byvoorbeeld, kwantitatief word die hitte van vorming van koolstofmonoksiedstof volgens Hess se wet bereken, maar jy sal dit nie deur gewone eksperimente kan bepaal nie. Daarom is spesiale termochemiese tabelle so belangrik, waarin numeriese waardes vir verskeie stowwe ingevoer moet word, bepaal onder standaardtoestande
Belangrike punte in berekeninge
Gegewe dat die hitte van vorming die termiese effek van die reaksie is, is die toestand van aggregasie van die betrokke stof van besondere belang. Byvoorbeeld, wanneer metings gemaak word, is dit gebruiklik om grafiet, eerder as diamant, as die standaardtoestand van koolstof te beskou. Druk en temperatuur word ook in ag geneem, dit wil sê die toestande waarin die reagerende komponente aanvanklik geleë was. Hierdie fisiese hoeveelhede kan 'n beduidende effek op die interaksie hê, die energiewaarde verhoog of verlaag. Vir basiese berekeninge,termochemie, is dit gebruiklik om spesifieke aanwysers van druk en temperatuur te gebruik.
Standaardvoorwaardes
Aangesien die hitte van vorming van 'n stof die bepaling is van die grootte van die energie-effek onder standaardtoestande, sal ons hulle apart uitsonder. Die temperatuur vir berekeninge word gekies 298 K (25 grade Celsius), druk - 1 atmosfeer. Daarbenewens is 'n belangrike punt wat die moeite werd om aandag te gee, die feit dat die hitte van vorming vir enige eenvoudige stowwe nul is. Dit is logies, want eenvoudige stowwe vorm nie self nie, dit wil sê, daar is geen verbruik van energie vir hul vorming nie.
Elemente van termochemie
Hierdie afdeling van moderne chemie is van besondere belang, want dit is hier waar belangrike berekeninge uitgevoer word, spesifieke resultate word verkry wat in termiese kragingenieurswese gebruik word. In termochemie is daar baie konsepte en terme wat belangrik is om te werk om die gewenste resultate te verkry. Entalpie (ΔH) dui aan dat die chemiese interaksie in 'n geslote sisteem plaasgevind het, daar was geen invloed op die reaksie van ander reagense nie, die druk was konstant. Hierdie verduideliking stel ons in staat om te praat oor die akkuraatheid van die berekeninge wat uitgevoer is.
Afhangende van watter soort reaksie oorweeg word, kan die grootte en teken van die gevolglike termiese effek aansienlik verskil. Dus, vir alle transformasies wat die ontbinding van een komplekse stof in verskeie eenvoudiger komponente behels, word hitte-absorpsie aanvaar. Die reaksies van die kombinasie van baie beginstowwe in een, meer komplekse produk gaan gepaard metstel 'n aansienlike hoeveelheid energie vry.
Gevolgtrekking
Wanneer enige termochemiese probleem opgelos word, word dieselfde algoritme van aksies gebruik. Eerstens, volgens die tabel, word vir elke aanvanklike komponent, sowel as vir die reaksieprodukte, die waarde van die hitte van vorming bepaal, sonder om die toestand van aggregasie te vergeet. Verder, gewapen met Hess se wet, stel hulle 'n vergelyking saam om die verlangde waarde te bepaal.
Spesiale aandag moet daaraan gegee word om die stereochemiese koëffisiënte wat voor die aanvanklike of finale stowwe in 'n spesifieke vergelyking bestaan, in ag te neem. As daar eenvoudige stowwe in die reaksie is, dan is hul standaard hitte van vorming gelyk aan nul, dit wil sê, sulke komponente beïnvloed nie die resultaat wat in die berekeninge verkry word nie. Kom ons probeer om die inligting wat ontvang is op 'n spesifieke reaksie te gebruik. As ons as voorbeeld die proses van vorming van suiwer metaal uit ysteroksied (Fe3+) deur interaksie met grafiet neem, dan kan jy in die naslaanboek die waardes vind van die standaard hitte van vorming. Vir ysteroksied (Fe3+) sal dit –822.1 kJ/mol wees, vir grafiet ('n eenvoudige stof) is dit gelyk aan nul. As gevolg van die reaksie word koolstofmonoksied (CO) gevorm, waarvoor hierdie aanwyser 'n waarde van 110,5 kJ / mol het, en vir die vrygestelde yster stem die hitte van vorming ooreen met nul. Die rekord van die standaard hitte van vorming van 'n gegewe chemiese interaksie word soos volg gekenmerk:
ΔHo298=3× (–110.5) – (–822.1)=–331.5 + 822.1=490.6 kJ.
Ontleeddie numeriese resultaat verkry volgens die Hess-wet, kan ons 'n logiese gevolgtrekking maak dat hierdie proses 'n endotermiese transformasie is, dit wil sê dit behels die besteding van energie vir die reaksie van reduksie van yster vanaf sy driewaardige oksied.
