Hãy nói về nhiệt hình thành là gì, và cũng xác định những điều kiện được gọi là tiêu chuẩn. Để hiểu rõ vấn đề này, chúng ta cùng tìm hiểu sự khác nhau giữa chất đơn giản và chất phức tạp. Để củng cố khái niệm "nhiệt hình thành", hãy xem xét các phương trình hóa học cụ thể.
Entanpi chuẩn của sự hình thành các chất
Trong phản ứng tương tác của cacbon với hydro ở thể khí, năng lượng 76 kJ được giải phóng. Trong trường hợp này, con số này là hiệu ứng nhiệt của một phản ứng hóa học. Nhưng đây cũng là nhiệt hình thành phân tử mêtan từ các chất đơn giản. "Tại sao?" - bạn hỏi. Điều này là do các thành phần ban đầu là carbon và hydro. 76 kJ / mol sẽ là năng lượng mà các nhà hóa học gọi là "nhiệt hình thành".
Bảng dữ liệu
Trong nhiệt hóa học, có rất nhiều bảng biểu thị mức độ nóng của sự hình thành các hóa chất khác nhau từ các chất đơn giản. Ví dụ, nhiệt tạo thành một chất có công thức là CO2, ở trạng thái khícó chỉ số 393,5 kJ / mol.
Giá trị thiết thực
Tại sao chúng ta cần những giá trị này? Nhiệt tạo thành là một giá trị được sử dụng khi tính toán hiệu ứng nhiệt của bất kỳ quá trình hóa học nào. Để thực hiện các phép tính như vậy, cần phải áp dụng định luật nhiệt hóa học.
Thermochemistry
He là định luật cơ bản giải thích các quá trình năng lượng được quan sát trong quá trình của một phản ứng hóa học. Trong quá trình tương tác, các biến đổi về chất được quan sát thấy trong hệ thống phản ứng. Một số chất biến mất, các thành phần mới xuất hiện thay thế. Quá trình như vậy đi kèm với sự thay đổi trong hệ thống năng lượng bên trong, biểu hiện dưới dạng công hoặc nhiệt. Công việc liên quan đến sự mở rộng có một chỉ số tối thiểu cho các biến đổi hóa học. Nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình biến đổi một thành phần này thành một chất khác có thể lớn.
Nếu chúng ta xem xét nhiều sự biến đổi khác nhau, thì hầu như tất cả đều có sự hấp thụ hoặc giải phóng một lượng nhiệt nhất định. Để giải thích các hiện tượng xảy ra, một phần đặc biệt đã được tạo ra - nhiệt hóa học.
Hess 'Luật
Nhờ định luật đầu tiên của nhiệt động lực học, người ta có thể tính được hiệu ứng nhiệt tùy thuộc vào các điều kiện của phản ứng hóa học. Các tính toán dựa trên định luật cơ bản của nhiệt hóa học, cụ thể là định luật Hess. Chúng tôi đưa ra công thức của nó: hiệu ứng nhiệt của một sự biến đổi hóa họcgắn với bản chất, trạng thái ban đầu và cuối cùng của vật chất, nó không gắn với cách thức thực hiện tương tác.
Điều gì tiếp theo sau từ ngữ này? Trong trường hợp thu được một sản phẩm nào đó, không cần chỉ sử dụng một phương án tương tác mà có thể thực hiện phản ứng theo nhiều cách khác nhau. Trong mọi trường hợp, dù bạn thu được chất mong muốn bằng cách nào, thì hiệu ứng nhiệt của quá trình sẽ có cùng giá trị. Để xác định nó, cần phải tính tổng các hiệu ứng nhiệt của tất cả các phép biến đổi trung gian. Nhờ định luật Hess, người ta có thể thực hiện các phép tính về các chỉ số số của hiệu ứng nhiệt, điều không thể thực hiện được trong nhiệt lượng kế. Ví dụ, về mặt định lượng nhiệt hình thành chất cacbon monoxit được tính theo định luật Hess, nhưng bạn sẽ không thể xác định nó bằng các thí nghiệm thông thường. Đó là lý do tại sao các bảng nhiệt hóa đặc biệt rất quan trọng, trong đó các giá trị số / u200b / u200b được nhập cho các chất khác nhau, được xác định trong các điều kiện tiêu chuẩn
Những điểm quan trọng trong tính toán
Cho rằng nhiệt tạo thành là hiệu ứng nhiệt của phản ứng, trạng thái tập hợp của chất được đề cập có tầm quan trọng đặc biệt. Ví dụ, khi thực hiện các phép đo, thường coi than chì, chứ không phải kim cương, là trạng thái tiêu chuẩn của cacbon. Áp suất và nhiệt độ cũng được tính đến, nghĩa là, điều kiện mà các thành phần phản ứng được đặt ban đầu. Các đại lượng vật lý này có thể có ảnh hưởng đáng kể đến sự tương tác, làm tăng hoặc giảm giá trị năng lượng. Đối với các phép tính cơ bản,nhiệt hóa học, thông thường sử dụng các chỉ số cụ thể về áp suất và nhiệt độ.
Điều kiện tiêu chuẩn
Vì nhiệt tạo thành một chất là xác định độ lớn của hiệu ứng năng lượng trong điều kiện tiêu chuẩn, chúng tôi sẽ tách chúng ra một cách riêng biệt. Nhiệt độ để tính toán được chọn là 298 K (25 độ C), áp suất - 1 bầu khí quyển. Ngoài ra, một điểm quan trọng đáng chú ý là nhiệt tạo thành đối với bất kỳ chất đơn giản nào đều bằng không. Điều này là hợp lý, bởi vì các chất đơn giản không tự hình thành, tức là không tiêu tốn năng lượng để hình thành chúng.
Các yếu tố của nhiệt hóa học
Phần này của hóa học hiện đại có tầm quan trọng đặc biệt, bởi vì ở đây thực hiện các phép tính quan trọng, thu được các kết quả cụ thể được sử dụng trong kỹ thuật nhiệt điện. Trong nhiệt hóa học, có nhiều khái niệm và thuật ngữ quan trọng để vận hành nhằm thu được kết quả mong muốn. Entanpi (ΔH) cho biết tương tác hóa học diễn ra trong một hệ kín, không có ảnh hưởng đến phản ứng từ các thuốc thử khác, áp suất không đổi. Việc làm rõ này cho phép chúng tôi nói về độ chính xác của các phép tính được thực hiện.
Tùy thuộc vào loại phản ứng được coi là gì, độ lớn và dấu hiệu của hiệu ứng nhiệt thu được có thể khác nhau đáng kể. Vì vậy, đối với tất cả các phép biến đổi liên quan đến sự phân hủy một chất phức tạp thành một số thành phần đơn giản hơn, sự hấp thụ nhiệt được giả định. Các phản ứng kết hợp nhiều chất ban đầu thành một sản phẩm phức tạp hơn kèm theogiải phóng một lượng năng lượng đáng kể.
Kết
Khi giải bất kỳ bài toán nhiệt hóa nào, thuật toán hành động giống nhau được sử dụng. Đầu tiên, theo bảng, đối với mỗi thành phần ban đầu, cũng như đối với các sản phẩm phản ứng, giá trị của nhiệt tạo thành được xác định, không quên trạng thái tập hợp. Hơn nữa, được trang bị định luật Hess, họ soạn một phương trình để xác định giá trị mong muốn.
Cần đặc biệt chú ý đến việc tính đến các hệ số lập thể tồn tại ở phía trước của chất ban đầu hoặc chất cuối cùng trong một phương trình cụ thể. Nếu có các chất đơn giản trong phản ứng, thì nhiệt độ tạo thành tiêu chuẩn của chúng bằng 0, nghĩa là các thành phần đó không ảnh hưởng đến kết quả thu được trong các phép tính. Hãy thử sử dụng thông tin nhận được vào một phản ứng cụ thể. Nếu chúng ta lấy ví dụ về quá trình hình thành kim loại nguyên chất từ oxit sắt (Fe3 +) bằng tương tác với than chì, thì trong sách tham khảo, bạn có thể tìm thấy các giá trị của nhiệt tiêu chuẩn của sự hình thành. Đối với oxit sắt (Fe3 +) nó sẽ là –822,1 kJ / mol, đối với graphit (một chất đơn giản) thì nó bằng không. Kết quả của phản ứng, carbon monoxide (CO) được tạo thành, mà chỉ số này có giá trị là 110,5 kJ / mol, và đối với sắt giải phóng, nhiệt hình thành tương ứng bằng không. Bản ghi nhiệt tiêu chuẩn hình thành một tương tác hóa học nhất định được đặc trưng như sau:
ΔHo298=3 × (–110,5) - (–822,1)=–331,5 + 822,1=490,6 kJ.
Phân tíchkết quả số thu được theo định luật Hess, chúng ta có thể đưa ra kết luận hợp lý rằng quá trình này là một quá trình biến đổi thu nhiệt, tức là nó liên quan đến việc tiêu tốn năng lượng cho phản ứng khử sắt từ oxit hóa trị ba của nó.
