Тепловые эффекты и термохимические уравнения. Закон Гесса и его применение.

Раздел химической термодинамики, в котором изучают теплоты химических реакций и зависимость их от различных физико-химических параметров, теплоемкости и теплоты фазовых переходов, носит название термохимии.

Тепловые эффекты реакций определяют как экспериментально, так и с помощью термохимических расчетов. Следует отметить, что невозможно определить абсолютные значениявнутренней энергии и энтальпии. Однако для термохимических расчетов это несущественно, поскольку интересует энергетический эффект процесса, т.е. изменение состояния системы — изменение значений U и Н.

При экзотермических реакциях теплота выделяется , т.е. уменьшается энтальпия, или внутренняя энергия, системы, и значения DН и DU для них отрицательны. При эндотермических реакциях теплота поглощается , т.е. Н и U системы возрастают, а DН и DU имеют положительные значения. Для того чтобы можно было сравнить энергетические эффекты различных процессов, термохимические расчеты обычно относят к 1моль вещества и условиям, принятым за стандартные. За стандартные принимают давление 101 325 Па и температуру чаще всего 25°С (298,15 К). Стандартные тепловые эффекты принято обозначать DH°₂₉₈ (DU°₂₉₈).

Тепловой эффект химической реакции, протекающей при постоянном давлении, не зависит от пути процесса, а определяется лишь начальным и конечным состоянием системы. Это формулировказакона Гесса, из которого вытекают два следствия:

Следствие 1. В стандартных условиях (ст.у.): P = 101325 Па, T=298,15 К (или 25^oС), - тепловой эффект получения одного моля данного соединения из исходных простых веществ есть величина постоянная, называется стандартной теплотой образования (обозначается ΔH^o_f,298 ) и приводится в справочных таблицах. Очевидно, что энтальпия образования простого вещества из этого же простого вещества в ст.у. равна 0.

Следствие 2. Тепловой эффект реакции при данной температуре равен сумме теплот образования продуктов реакции (п.р.) за вычетом суммы теплот образования исходных веществ, т.е. реагентов (если все указанные ΔH_f определены при одной и той же T). Для ст.у. это запишется следующим образом: с учетом стехиометрических коэффициентов.