Тепловые эффекты химических реакций

При химических превращениях освобождается часть содержащейся в веществах энергии. Измеряя количество теплоты, выделяющееся при реакции можно определить тепловой эффект реакции.

Любая химическая реакция сопровождается выделением или поглощением тепла, так как при химических реакциях происходит взаимное превращение внутренней энергии веществ. Реакции, протекающие с выделением тепла, называют экзотермическими, а реакции, при которых энергия поглощается эндотермическими. В экзотермической реакции теплота выделяется, что происходит за счёт уменьшения энтальпии (теплосодержания) системы, то есть ∆Н<0. В эндотермической реакции ∆Н>0.

Таким образом, тепловым эффектом химического процесса называется изменение энтальпии, произошедшее при осуществлении этого процесса. Тепловые эффекты химических реакций принято относить к одному молю образующегося вещества. Из первого закона термодинамики следует, что если при образовании какого-либо соединения выделяется или поглощается некоторое количество теплоты, то при разложении этого соединения в тех же условиях такое же количество теплоты поглощается или выделяется:

∆H (реакции образования) = - ∆H (реакции разложения).

Изменение энтальпии при образовании одного моля сложного вещества из элементов называется энтальпией образования данного соединения.

Тепловые эффекты включают в уравнение химических реакций. Химические уравнения, в которых указано изменение энтальпии, называется термохимическим уравнением. Изменение энтальпии указывается в правой части уравнения после запятой со знаком минус в случае экзотермической реакции и со знаком плюс в случае эндотермической реакции.

Из выражений

δQ_Р = dН δQ_V = dU

можно сделать вывод, что теплота процесса приобретает свойство функции состояния, то есть она не зависит от пути процесса, а определяется только начальным и конечным состоянием системы. Данное утверждение называется законом Гесса.

Закон Гесса или закон постоянства сумм тепловых эффектов, сформулирован русским учёным Гессом (1840 г.) в следующем виде: