Тепловий ефект реакції. Ентальпія
Ентальпія характеризує тепловміст речовини (його внутрішню енергію та енергію, витрачену на подолання опору зовнішнього тиску).
Виходячи з виведеної формули теплоти через ентальпію, можна сказати, що кількість виділеного або поглиненого тепла в ході хімічної реакції дорівнює зміні ентальпії отриманих продуктів реакції в порівнянні з ентальпією початкових речовин.
Стосовно ентальпії, зміни, що відбуваються в ході хімічної реакції, можна охарактеризувати наступним чином: зміна ентальпії (ΔH) реакції дорівнює різниці сумі ентальпій продуктів реакції (ΣH2) та сумі ентальпій її початкових речовин (ΣH1):
- ΔH<0 – для екзотермічних реакцій;
- ΔH>0 – для ендотермічних реакцій
Для реакції двох речовин А та В (дивись Тепловий ефект хімічної реакції), можна записати:
- HАВ – ентальпія 1 моль речовини АВ;
- HА2 – ентальпія 1 моль речовини А2;
- HВ2 – ентальпія 1 моль речовини В2.
Оскільки тепловий ефект (Q) екзотермічних реакцій позитивний, а ендотермічних – негативний, то:
З наведених рівностей зрозуміло, що H також вимірюється в кДж.
- Q>0; ΔH<0 – для екзотермічних реакцій;
- Q<0; ΔH>0 – для ендотермічних реакцій.
Тепловий ефект хімічної реакції (ΔH) залежить від умов (тиск і температура), за яких протікає реакція. Тому теплові ефекти, як правило, наводяться для нормальних умов (н.у.):
- p=1 атмосфера чи 101,325 кПа;
- t=25°C або 298 К.
Молекулярне рівняння хімічної реакції, у якому вказано величину його теплового ефекту, називається термохімічним рівнянням.
Якщо величина теплового ефекту вказана зі знаком “плюс” – екзотермічна реакція; якщо “мінус” – ендотермічна.
У термохімічних рівняннях вказується агрегатний стан початкових речовин та продуктів реакції:
- г – газоподібний стан;
- ж – рідкий стан;
- т – твердий стан.
ВАЖЛИВО! Тепловий ефект реакції, зазначений у термохімічному рівнянні, відноситься до мольних кількостей початкових речовин і продуктів реакції.
Нагадаємо, що стехіометричні коефіцієнти, що стоять перед формулами речовин у рівнянні, показують кількість їх молей. Оскільки, розрахунок Q прийнято проводити для 1 моля продукту реакції, то в термохімічних рівняннях допускаються дробові коефіцієнти.