Простейшие теплоты химических превращений

К простейшим теплотам химических превращений относятся:

- теплота образования вещества;

- теплота сгорания вещества;

- теплота нейтрализации;

- теплота растворения вещества.

Теплота образования – это количество теплоты, выделяющейся или поглощающейся при образовании одного моль-экв. вещества при стандартных условиях.

Теплота сгорания вещества – это количество теплоты, выделяющейся при сгорании одного моль-экв вещества до высшего окисла. Необходимо запомнить, что высший окисел водорода – Н₂О; углерода – СО₂; серы – SO₂.

Теплота нейтрализации – это количество теплоты, выделяющейся при нейтрализации одного моль-экв кислоты одним моль-экв. основания. Следует помнить, что

1. теплота нейтрализации сильной кислоты сильным основанием равна теплоте образования одного моль-экв. воды из ионов гидроксония и гидроксила. Поэтому ее величина постоянна и равна -55,81 кДж/моль.

2. теплота нейтрализации слабой кислоты сильным основанием величина аддитивная и складывается из теплоты образования воды из ионов гидроксония и гидроксила и теплоты диссоциации слабой кислоты;

3. теплота нейтрализации сильной кислоты слабым основанием величина аддитивная и складывается из теплоты образования воды из ионов гидроксония и гидроксила и теплоты диссоциации слабого основания;

4. теплота нейтрализации слабой кислоты и слабого основания величина аддитивная и складывается из теплоты образования воды из ионов гидроксония и гидроксила, теплоты образования соли, теплоты диссоциации слабой кислоты и теплоты диссоциации слабого основания.

(Примечание: при проработке данной темы необходимо обосновать свой ответ. Лучше всего, привести пример реакции нейтрализации для каждого случая).

Перейдем к решению типовых задач. Предварительно необходимо ознакомиться с теоретическими представлениями рассматриваемых вопросов. Задачи, которые необходимо решить, объединяют несколько изучаемых тем:

- расчет стандартной теплоты реакции;

- расчет изменения энтропии реакции при стандартных условиях;

- расчет изменения теплоемкости реакции и применение уравнения Кирхгофа для определения влияния температуры на тепловой эффект реакции;

- определение предельного температурного диапазона рассматриваемой реакции;

- расчет изменения энергии Гиббса реакции при стандартных условиях и определение возможности, направления и предела протекания процесса при помощи энтальпийного и энтропийного факторов;

- определение максимальной работы рассматриваемого процесса;

- расчет константы равновесия реакции при стандартных условиях

- расчет приближенного значения равновесной температуры реакции;

- вывод температурных зависимостей энтальпии, энтропии, энергии Гиббса и константы равновесия;

- расчет равновесного выхода продуктов реакции при заданных температуре и давлению.

Подробное изложение методики решения рассматриваемых типовых задач приведено ниже. Цель каждого занятия: добиться получения правильного ответа, грамотно оценить размерность полученной физической величины, закрепить теоретические основы дисциплины, освоить рациональные приемы и методы расчетов; выполнить задание преподавателя и сдать его.