გამოთვლები თერმოქიმიური განტოლებების გამოყენებით. ქიმიური რეაქციის თერმული ეფექტი

დავალება 1.
როდესაც 560 მლ (ნ.ს.) აცეტილენი იწვება თერმოქიმიური განტოლების მიხედვით:
2C 2 H 2 (G) + 5O 2 (G) = 4CO 2 (G) + 2H 2 O (G) + 2602.4 კჯ
გამოირჩეოდა:
1) 16.256 კჯ; 2) 32,53 კჯ; 3) 32530 კჯ; 4) 16265 კჯ
მოცემული:
აცეტილენის მოცულობა: V(C 2 H 2) = 560 მლ.
იპოვეთ: გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობა.
გამოსავალი:
სწორი პასუხის ასარჩევად, ყველაზე მოსახერხებელია პრობლემაში მოძიებული რაოდენობის გამოთვლა და შემოთავაზებულ ვარიანტებთან შედარება. თერმოქიმიური განტოლების გამოყენებით გაანგარიშება არაფრით განსხვავდება ჩვეულებრივი რეაქციის განტოლების გამოყენებით გაანგარიშებისგან. რეაქციის ზემოთ ვანიშნებთ მონაცემებს მდგომარეობასა და საჭირო სიდიდეებში, რეაქციის ქვეშ - მათი მიმართებები კოეფიციენტების მიხედვით. სითბო ერთ-ერთი პროდუქტია, ამიტომ მის რიცხობრივ მნიშვნელობას განვიხილავთ კოეფიციენტად.

მიღებული პასუხის შემოთავაზებულ ვარიანტებთან შედარებისას, ვხედავთ, რომ პასუხი No2 შესაფერისია.
მცირე ხრიკი, რომელმაც უყურადღებო მოსწავლეები მიიყვანა არასწორ პასუხზე No3, იყო აცეტილენის მოცულობის საზომი ერთეული. მდგომარეობაში მითითებული მოცულობა მილილიტრებში უნდა გადაექცია ლიტრებში, ვინაიდან მოლური მოცულობა იზომება (ლ/მოლში).

ზოგჯერ არის პრობლემები, რომლებშიც თერმოქიმიური განტოლება დამოუკიდებლად უნდა იყოს შედგენილი რთული ნივთიერების წარმოქმნის სითბოს მნიშვნელობის საფუძველზე.

პრობლემა 1.2.
ალუმინის ოქსიდის წარმოქმნის სითბო არის 1676 კჯ/მოლი. განსაზღვრეთ რეაქციის თერმული ეფექტი, რომელშიც ალუმინი ურთიერთქმედებს ჟანგბადთან,
25,5 გ A1 2 O 3.
1) 140 კჯ; 2) 209,5 კჯ; 3) 419 კჯ; 4) 838 კჯ.
მოცემული:
ალუმინის ოქსიდის წარმოქმნის სითბო: Qrev (A1 2 O 3) = = 1676 კჯ/მოლი;
მიღებული ალუმინის ოქსიდის მასა: m(A1 2 O 3) = 25,5 გ.
იპოვეთ: თერმული ეფექტი.
გამოსავალი:
ამ ტიპის პრობლემა შეიძლება მოგვარდეს ორი გზით:
მეთოდი I
განმარტების მიხედვით, რთული ნივთიერების წარმოქმნის სითბო არის ქიმიური რეაქციის თერმული ეფექტი მარტივი ნივთიერებებისგან ამ რთული ნივთიერების 1 მოლის წარმოქმნისას.
ჩვენ ვწერთ A1-დან და O2-დან ალუმინის ოქსიდის წარმოქმნის რეაქციას. მიღებულ განტოლებაში კოეფიციენტების დალაგებისას გავითვალისწინებთ, რომ A1 2 O 3-მდე უნდა იყოს კოეფიციენტი "1" , რომელიც შეესაბამება ნივთიერების რაოდენობას 1 მოლში. ამ შემთხვევაში, ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ ფორმირების სითბო, რომელიც მითითებულია პირობით:
2A1 (TV) + 3/2O 2(g) -----> A1 2 O 3(TV) + 1676 კჯ
მივიღეთ თერმოქიმიური განტოლება.
იმისათვის, რომ A1 2 O 3 კოეფიციენტი დარჩეს "1"-ის ტოლი, ჟანგბადის კოეფიციენტი უნდა იყოს წილადი.
თერმოქიმიური განტოლებების დაწერისას დასაშვებია წილადის კოეფიციენტები.
ჩვენ ვიანგარიშებთ სითბოს რაოდენობას, რომელიც გამოიყოფა 25,5 გ A1 2 O 3-ის წარმოქმნის დროს:

მოდით გავაკეთოთ პროპორცია:
25,5 გ A1 2 O 3-ის მიღებისთანავე გამოიყოფა x kJ (პირობის მიხედვით)
102 გ A1 2 O 3-ის მიღებისას გამოიყოფა 1676 კჯ (განტოლების მიხედვით)

პასუხი ნომერი 3 შესაფერისია.
ერთიანი სახელმწიფო გამოცდის პირობებში ბოლო ამოცანის ამოხსნისას შესაძლებელი იყო თერმოქიმიური განტოლების არ შექმნა. განვიხილოთ ეს მეთოდი.
II მეთოდი
წარმოქმნის სითბოს განსაზღვრის მიხედვით, 1676 kJ გამოიყოფა A1 2 O 3 1 მოლი წარმოქმნისას. A1 2 O 3 1 მოლის მასა არის 102 გ, შესაბამისად, პროპორცია შეიძლება გაკეთდეს:
1676 კჯ გამოიყოფა 102 გ A1 2 O 3 წარმოქმნისას
x kJ გამოიყოფა 25,5 გ A1 2 O 3-ის წარმოქმნისას

პასუხი ნომერი 3 შესაფერისია.
პასუხი: Q = 419 კჯ.

პრობლემა 1.3.
როდესაც მარტივი ნივთიერებებისგან წარმოიქმნება 2 მოლი CuS, გამოიყოფა 106,2 კჯ სითბო. როდესაც 288 გ CuS წარმოიქმნება, სითბო გამოიყოფა ოდენობით:
1) 53,1 კჯ; 2) 159,3 კჯ; 3) 212,4 კჯ; 4) 26,6 კჯ
გამოსავალი:
იპოვეთ 2 მოლი CuS მასა:
m(СuS) = n(СuS) . M(CuS) = 2. 96 = 192 გ.
პირობის ტექსტში, CuS ნივთიერების რაოდენობის მნიშვნელობის ნაცვლად, ამ ნივთიერების 2 მოლის მასას ვცვლით და ვიღებთ დასრულებულ პროპორციას:
როდესაც წარმოიქმნება 192 გ CuS, გამოიყოფა 106,2 კჯ სითბო
როდესაც 288 გ CuS წარმოიქმნება, სითბო გამოიყოფა ოდენობით Xკჯ.

პასუხი ნომერი 2 შესაფერისია.

მეორე ტიპის პრობლემის გადაჭრა შესაძლებელია როგორც მოცულობითი ურთიერთობების კანონის გამოყენებით, ასევე მისი გამოყენების გარეშე. მოდით შევხედოთ ორივე გამოსავალს მაგალითის გამოყენებით.

მოცულობითი ურთიერთობების კანონის გამოყენების ამოცანები:

პრობლემა 1.4.
განსაზღვრეთ ჟანგბადის მოცულობა (n.o.), რომელიც საჭირო იქნება 5 ლიტრი ნახშირბადის მონოქსიდის დასაწვავად (n.o.).
1) 5 ლ; 2) 10 ლ; 3) 2,5 ლ; 4) 1,5 ლ.
მოცემული:
ნახშირბადის მონოქსიდის მოცულობა (ნ.ს.): VCO) = 5 ლ.
იპოვეთ: ჟანგბადის მოცულობა (არა): V(O 2) = ?
გამოსავალი:
უპირველეს ყოვლისა, თქვენ უნდა შექმნათ განტოლება რეაქციისთვის:
2CO + O 2 = 2CO
n = 2 მოლი n =1 მოლი
ჩვენ ვიყენებთ მოცულობითი ურთიერთობების კანონს:

ურთიერთობას ვპოულობთ რეაქციის განტოლებიდან და
ჩვენ ვიღებთ V(CO) მდგომარეობიდან. ყველა ამ მნიშვნელობის ჩანაცვლებით მოცულობითი ურთიერთობების კანონში, მივიღებთ:

აქედან გამომდინარე: V(O 2) = 5/2 = 2,5 ლ.
პასუხი ნომერი 3 შესაფერისია.
მოცულობითი ურთიერთობების კანონის გამოყენების გარეშე, პრობლემა წყდება გაანგარიშების გამოყენებით განტოლების გამოყენებით:

მოდით გავაკეთოთ პროპორცია:
5 ლ CO2 ურთიერთქმედებს x l O2-თან (პირობის მიხედვით) 44,8 ლ CO2 ურთიერთქმედებს 22,4 ლ O2-თან (განტოლების მიხედვით):

მივიღეთ იგივე პასუხის ვარიანტი No3.

ამოცანა 88.

რომელი რეაქციის თერმული ეფექტი უდრის მეთანის წარმოქმნის სითბოს? გამოთვალეთ მეთანის წარმოქმნის სითბო შემდეგი თერმოქიმიური განტოლებების საფუძველზე:

ა) H 2 (გ) + 1/2O 2 (გ) = H 2 O (ლ); = -285,84 კჯ;
ბ) C (k) + O 2 (g) = CO 2 (გ); = -393,51 კჯ;
გ) CH4 (გ) + 2O 2 (გ) = 2H 2 O (ლ) + CO 2 (გ); = -890,31 კჯ.
პასუხი: -74,88 კჯ.

გამოსავალი:
. 105 პა). წყალბადისა და ნახშირბადისგან მეთანის წარმოქმნა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად:

C (გრაფიტი) + 2H 2 (გ) = CH4 (გ); = ?

ამ განტოლებების საფუძველზე პრობლემის პირობების მიხედვით, იმის გათვალისწინებით, რომ წყალბადი იწვის წყალს, ნახშირბადი ნახშირორჟანგს, მეთანი ნახშირორჟანგს და წყალს და ჰესის კანონის საფუძველზე, თერმოქიმიური განტოლებები შეიძლება მოქმედებდეს ისევე, როგორც ალგებრული. პირობა. სასურველი შედეგის მისაღებად, თქვენ უნდა გაამრავლოთ წყალბადის წვის განტოლება (a) 2-ზე და შემდეგ გამოკლოთ წყალბადის (a) და ნახშირბადის (b) წვის განტოლებების ჯამი მეთანის წვის განტოლებას (c):

CH 4 (გ) + 2O 2 (გ) - 2 H 2 (გ) + O 2 (გ) - C (k) + O 2 (გ) =
= 2H 2 O (l) + CO 2 - 2H 2 O - CO 2;
= -890,31 – [-393,51 + 2(-285,84).

CH4 (g) = C (k) + 2H2 (k); = +74,88 კჯ.2

ვინაიდან წარმოქმნის სითბო უდრის დაშლის სითბოს საპირისპირო ნიშნით, მაშინ

(CH 4) = -74,88 კჯ.

პასუხი: -74,88 კჯ.

ამოცანა 89.
რომელი რეაქციის თერმული ეფექტი უდრის კალციუმის ჰიდროქსიდის წარმოქმნის სითბოს? გამოთვალეთ კალციუმის ჰიდროქსიდის წარმოქმნის სითბო შემდეგი თერმოქიმიური განტოლებების საფუძველზე:

Ca (k) + 1/2O (g) = CaO (k); = -635,60 კჯ;
H 2 (გ) + 1/2O 2 (გ) = H 2 O (ლ); = -285,84 კჯ;
CaO (k) + H2O (l) = Ca (OH) 2 (k); = -65,06 კჯ.
პასუხი: -986,50 კჯ.

გამოსავალი:
წარმოქმნის სტანდარტული სითბო ტოლია ამ ნივთიერების 1 მოლის წარმოქმნის რეაქციის სითბოს სტანდარტულ პირობებში (T = 298 K; p = 1,0325 . 105 პა). მარტივი ნივთიერებებისგან კალციუმის ჰიდროქსიდის წარმოქმნა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად:

Ca (k) + O 2 (g) + H 2 (g) = Ca (OH) 2 (k); = ?

პრობლემის პირობების მიხედვით მოცემული განტოლებების საფუძველზე და იმის გათვალისწინებით, რომ წყალბადი იწვის წყალს, ხოლო კალციუმი, ჟანგბადთან რეაგირებისას, წარმოქმნის CaO-ს, შემდეგ ჰესის კანონის საფუძველზე, თერმოქიმიური განტოლებები შეიძლება მოქმედებდეს იმავე გზით. როგორც ალგებრული. სასურველი შედეგის მისაღებად, თქვენ უნდა დაამატოთ სამივე განტოლება:

CaO (k) + H 2 O (l) + Ca (k) + 1/2O (გ) + H 2 (გ) + 1/2O 2 (g = (OH) 2 (k) + CaO (k) + H 2 O (l);
= -65,06 + (-635,60) + (-285,84) = -986,50 კჯ.

ვინაიდან მარტივი ნივთიერებების წარმოქმნის სტანდარტული სიცხეები პირობითად ითვლება ნულამდე, კალციუმის ჰიდროქსიდის წარმოქმნის სითბო ტოლი იქნება მარტივი ნივთიერებებისგან (კალციუმი, წყალბადი და ჟანგბადი) მისი წარმოქმნის რეაქციის თერმული ეფექტის.

== (Ca(OH) 2 = -986.50 კჯ.2

უპასუხე: -986,50 კჯ.

ამოცანა 90.
თხევადი ბენზინის წვის რეაქციის თერმული ეფექტი წყლის ორთქლისა და ნახშირორჟანგის წარმოქმნით უდრის -3135,58 კჯ. შეადგინეთ ამ რეაქციის თერმოქიმიური განტოლება და გამოთვალეთ C 6 H 6 (ლ) წარმოქმნის სითბო. პასუხი: +49,03 კჯ.
გამოსავალი:
რეაქციის განტოლებებს, რომლებშიც მათი აგრეგაციის ან კრისტალური მოდიფიკაციის მდგომარეობა, აგრეთვე თერმული ეფექტების რიცხვითი მნიშვნელობა მითითებულია ქიმიური ნაერთების სიმბოლოების გვერდით, ეწოდება თერმოქიმიური. თერმოქიმიურ განტოლებებში, თუ კონკრეტულად არ არის მითითებული, თერმული ეფექტების მნიშვნელობები მუდმივი წნევის Qp-ზე მითითებულია სისტემის ენთალპიის ცვლილების ტოლფასი. მნიშვნელობა ჩვეულებრივ მოცემულია განტოლების მარჯვენა მხარეს, გამოყოფილი მძიმით ან მძიმით. მიღებულია ნივთიერების აგრეგაციის მდგომარეობის შემდეგი შემოკლებული აღნიშვნები: g - აირისებრი, g - თხევადი, j - კრისტალური. ეს სიმბოლოები გამოტოვებულია, თუ ნივთიერებების აგრეგატიული მდგომარეობა აშკარაა, მაგალითად, O 2, H 2 და ა.შ.
რეაქციის თერმოქიმიური განტოლებაა:

C 6 H 6 (l) + 7/2O 2 = 6CO 2 (გ) + 3H 2 O (გ); = -3135,58 კჯ.

ნივთიერებების წარმოქმნის სტანდარტული სითბოს მნიშვნელობები მოცემულია სპეციალურ ცხრილებში. იმის გათვალისწინებით, რომ მარტივი ნივთიერებების წარმოქმნის სიცხეები პირობითად ვარაუდობენ ნულს. რეაქციის თერმული ეფექტი შეიძლება გამოითვალოს ჰესის კანონის საფუძველზე:

6 (CO 2) + 3 =0 (H 2 O) - (C 6 H 6)

(C 6 H 6) = -;
(C 6 H 6) = - (-3135,58) = +49,03 კჯ.

პასუხი:+49,03 კჯ.

ფორმირების სითბო

ამოცანა 91.
გამოთვალეთ რამდენი სითბო გამოიყოფა 165 ლიტრი (ნ.ს.) აცეტილენის C 2 H 2 წვის დროს, თუ წვის პროდუქტებია ნახშირორჟანგი და წყლის ორთქლი? პასუხი: 924,88 კჯ.
გამოსავალი:
რეაქციის განტოლებებს, რომლებშიც მათი აგრეგაციის ან კრისტალური მოდიფიკაციის მდგომარეობა, აგრეთვე თერმული ეფექტების რიცხვითი მნიშვნელობა მითითებულია ქიმიური ნაერთების სიმბოლოების გვერდით, ეწოდება თერმოქიმიური. თერმოქიმიურ განტოლებებში, თუ კონკრეტულად არ არის მითითებული, თერმული ეფექტების მნიშვნელობები მუდმივი წნევის Qp-ზე მითითებულია სისტემის ენთალპიის ცვლილების ტოლფასი. მნიშვნელობა ჩვეულებრივ მოცემულია განტოლების მარჯვენა მხარეს, გამოყოფილი მძიმით ან მძიმით. მიღებულია ნივთიერების აგრეგაციის მდგომარეობის შემდეგი შემოკლებული აღნიშვნები: გ- აირისებრი, და- თხევადი, რომ-- კრისტალური. ეს სიმბოლოები გამოტოვებულია, თუ ნივთიერებების აგრეგატიული მდგომარეობა აშკარაა, მაგალითად, O 2, H 2 და ა.შ.
რეაქციის განტოლება არის:

C 2 H 2 (გ) + 5/2O 2 (გ) = 2CO 2 (გ) + H 2 O (გ); = ?

2(CO 2) + (H 2 O) - (C 2 H 2);
= 2(-393.51) + (-241.83) – (+226.75) = -802.1 კჯ.

ამ რეაქციის შედეგად 165 ლიტრი აცეტილენის წვის დროს გამოთავისუფლებული სითბო განისაზღვრება პროპორციიდან:

22.4: -802.1 = 165: x; x = 165 (-802.1)/22.4 = -5908.35 კჯ; Q = 5908,35 კჯ.

პასუხი: 5908,35 კჯ.

ამოცანა 92.
როდესაც ამიაკი იწვის, ის წარმოქმნის წყლის ორთქლს და აზოტის ოქსიდს. რამდენი სითბო გამოიყოფა ამ რეაქციის დროს, თუ ნორმალური პირობებიდან გამომდინარე, მიიღება 44,8 ლიტრი NO? პასუხი: 452,37 კჯ.
გამოსავალი:
რეაქციის განტოლება არის:

NH 3 (გ) + 5/4O 2 = NO (გ) + 3/2H 2 O (გ)

ნივთიერებების წარმოქმნის სტანდარტული სითბოს მნიშვნელობები მოცემულია სპეციალურ ცხრილებში. იმის გათვალისწინებით, რომ მარტივი ნივთიერებების წარმოქმნის სიცხეები პირობითად ვარაუდობენ ნულს. რეაქციის თერმული ეფექტი შეიძლება გამოითვალოს ჰესის კანონის საფუძველზე:

= (NO) + 3/2 (H 2 O) - (NH 3);
= +90,37 +3/2 (-241,83) – (-46,19) = -226,185 კჯ.

თერმოქიმიური განტოლება იქნება:

ჩვენ ვიანგარიშებთ 44,8 ლიტრი ამიაკის წვის დროს გამოთავისუფლებულ სითბოს პროპორციიდან:

22.4: -226.185 = 44.8: x; x = 44,8 (-226,185)/22,4 = -452,37 კჯ; Q = 452,37 კჯ.

პასუხი: 452,37 კჯ

თერმოქიმიური განტოლებები. სითბოს რაოდენობა. რომელიც გამოიყოფა ან შეიწოვება რეაგენტების გარკვეულ რაოდენობას შორის რეაქციის შედეგად, რომლებიც მითითებულია სტოქიომეტრიული კოეფიციენტებით, ეწოდება ქიმიური რეაქციის თერმული ეფექტი და ჩვეულებრივ აღინიშნება Q სიმბოლოთი. ეგზოთერმული და ენდოთერმული რეაქციები. ჰესიის თერმოქიმიური კანონი რეაქციებს, რომლებიც წარმოიქმნება ენერგიის გამოყოფით სითბოს სახით, ეგზოთერმული ეწოდება; რეაქციები, რომლებიც ხდება ენერგიის შთანთქმით სითბოს სახით, ენდოთერმულია. დადასტურებულია, რომ იზობარულ ქიმიურ პროცესებში გამოთავისუფლებული (ან შთანთქმის) სითბო არის რეაქციის ენთალპიის შემცირების (ან, შესაბამისად, ზრდის) საზომი. ამრიგად, ეგზოთერმული რეაქციების დროს, როდესაც სითბო გამოიყოფა, AN უარყოფითია. ენდოთერმული რეაქციების დროს (სითბო შეიწოვება), AN დადებითია. ქიმიური რეაქციის თერმული ეფექტის სიდიდე დამოკიდებულია საწყისი ნივთიერებებისა და რეაქციის პროდუქტების ბუნებაზე, მათ აგრეგაციის მდგომარეობასა და ტემპერატურაზე. რეაქციის განტოლებას, რომლის მარჯვენა მხარეს, რეაქციის პროდუქტებთან ერთად, მითითებულია ენთალპიის AN ან Qp რეაქციის თერმული ეფექტის ცვლილება, თერმოქიმიური ეწოდება. ეგზოთერმული რეაქციის მაგალითია წყლის წარმოქმნის რეაქცია: 2H2(G) + 02(g) = 2H20(G) ამ რეაქციის განსახორციელებლად საჭიროა ენერგიის დახარჯვა H2 და 02 მოლეკულების ბმების გასაწყვეტად. ენერგიის ეს რაოდენობა არის შესაბამისად 435 და 494 კჯ/მოლი. მეორეს მხრივ, როდესაც O - H ბმა იქმნება, გამოიყოფა 462 კჯ/მოლი ენერგია. O - H ბმების წარმოქმნისას გამოთავისუფლებული ენერგიის ჯამური რაოდენობა (1848 კჯ) მეტია H - H და O = O ობლიგაციების გაწყვეტაზე დახარჯული ენერგიის ჯამურ რაოდენობაზე (1364 კჯ), შესაბამისად რეაქცია ეგზოთერმულია, ე.ი. ორი მოლი ორთქლის წყალი გამოყოფს 484 კჯ ენერგიას. წყლის წარმოქმნის რეაქციის განტოლება დაწერილი ენთალპიის ცვლილების გათვალისწინებით ეგზოთერმული და ენდოთერმული რეაქციები. ჰესისის თერმოქიმიური კანონი უკვე იქნება რეაქციის თერმოქიმიური განტოლება. ენდოთერმული რეაქციის მაგალითია აზოტის ოქსიდის (II) წარმოქმნა.ამ რეაქციის განსახორციელებლად საჭიროა ენერგიის დახარჯვა საწყისი ნივთიერებების მოლეკულებში N = N და 0 = 0 ბმების გასაწყვეტად. ისინი შესაბამისად უდრის 945 და 494 კჯ/მოლს. როდესაც N = O ბმა იქმნება, ენერგია გამოიყოფა 628,5 კჯ/მოლი ოდენობით. საწყისი ნივთიერებების მოლეკულებში ობლიგაციების გასაწყვეტად საჭირო ენერგიის ჯამური რაოდენობაა 1439 კჯ და მეტია რეაქციის პროდუქტის მოლეკულებში ბმების წარმოქმნისთვის გამოთავისუფლებულ ენერგიაზე (1257 კჯ). მაშასადამე, რეაქცია ენდოთერმულია და მის განსახორციელებლად საჭიროებს ენერგიის 182 კჯ ოდენობით შეწოვას გარემოდან. თერმოქიმიური განტოლებები ეგზოთერმული და ენდოთერმული რეაქციები. ჰესიის თერმოქიმიური კანონი ეს განმარტავს, რომ აზოტის ოქსიდი (II) წარმოიქმნება მხოლოდ მაღალ ტემპერატურაზე, მაგალითად, მანქანის გამონაბოლქვი აირებში, ელვისებური გამონადენის დროს და არ წარმოიქმნება ნორმალურ პირობებში.

საგაკვეთილო მასალებიდან შეიტყობთ, რომელ ქიმიურ რეაქციის განტოლებას ეწოდება თერმოქიმიური. გაკვეთილი ეძღვნება თერმოქიმიური რეაქციის განტოლების გამოთვლის ალგორითმის შესწავლას.

თემა: ნივთიერებები და მათი გარდაქმნები

გაკვეთილი: გამოთვლები თერმოქიმიური განტოლებების გამოყენებით

თითქმის ყველა რეაქცია ხდება სითბოს გათავისუფლებით ან შთანთქმით. სითბოს რაოდენობას, რომელიც გამოიყოფა ან შეიწოვება რეაქციის დროს, ეწოდება ქიმიური რეაქციის თერმული ეფექტი.

თუ თერმული ეფექტი იწერება ქიმიური რეაქციის განტოლებაში, მაშინ ასეთი განტოლება ეწოდება თერმოქიმიური.

თერმოქიმიურ განტოლებებში, ჩვეულებრივი ქიმიურისგან განსხვავებით, უნდა მიეთითოს ნივთიერების მთლიანი მდგომარეობა (მყარი, თხევადი, აირისებრი).

მაგალითად, კალციუმის ოქსიდისა და წყლის რეაქციის თერმოქიმიური განტოლება ასე გამოიყურება:

CaO (s) + H 2 O (l) = Ca (OH) 2 (s) + 64 kJ

ქიმიური რეაქციის დროს გამოთავისუფლებული ან შთანთქმული Q სითბოს რაოდენობა პროპორციულია რეაგენტის ან პროდუქტის ნივთიერების რაოდენობაზე. ამიტომ, თერმოქიმიური განტოლებების გამოყენებით, შეიძლება გაკეთდეს სხვადასხვა გამოთვლები.

მოდით შევხედოთ პრობლემის გადაჭრის მაგალითებს.

ამოცანა 1:განსაზღვრეთ სითბოს რაოდენობა, რომელიც დახარჯულია 3,6 გ წყლის დაშლაზე წყლის დაშლის რეაქციის TCA-ის შესაბამისად:

თქვენ შეგიძლიათ მოაგვაროთ ეს პრობლემა პროპორციის გამოყენებით:

36 გ წყლის დაშლისას შეიწოვება 484 კჯ

დაშლის დროს შეიწოვება 3,6 გ წყალი x kJ

ამ გზით, რეაქციის განტოლება შეიძლება დაიწეროს. პრობლემის სრული გადაწყვეტა ნაჩვენებია ნახ. 1-ში.

ბრინჯი. 1. პრობლემის გადაწყვეტის ფორმულირება 1

პრობლემა შეიძლება ჩამოყალიბდეს ისე, რომ თქვენ დაგჭირდებათ რეაქციის თერმოქიმიური განტოლების შექმნა. მოდით შევხედოთ ასეთი დავალების მაგალითს.

პრობლემა 2: როდესაც 7 გ რკინა ურთიერთქმედებს გოგირდთან, გამოიყოფა 12,15 კჯ სითბო. ამ მონაცემების საფუძველზე შექმენით რეაქციის თერმოქიმიური განტოლება.

თქვენს ყურადღებას ვაქცევ იმ ფაქტს, რომ ამ პრობლემის პასუხი არის თავად რეაქციის თერმოქიმიური განტოლება.

ბრინჯი. 2. პრობლემის გადაწყვეტის ფორმალიზება 2

1. ამოცანების და სავარჯიშოების კრებული ქიმიაში: მე-8 კლასი: სახელმძღვანელოებისთვის. პ.ა. ორჟეკოვსკი და სხვები.“ქიმია. მე-8 კლასი“ / პ.ა. ორჟეკოვსკი, ნ.ა. ტიტოვი, ფ.ფ. ჰეგელი. - M.: AST: Astrel, 2006. (გვ.80-84)

2. ქიმია: არაორგანული. ქიმია: სახელმძღვანელო. მე-8 კლასისთვის ზოგადი განათლება დაარსება /გ.ე. რუძიტისი, ფ.გ. ფელდმანი. - მ.: განათლება, OJSC "მოსკოვის სახელმძღვანელოები", 2009. (§23)

3. ენციკლოპედია ბავშვებისთვის. ტომი 17. ქიმია / თავი. ed.V.A. ვოლოდინი, ვედ. სამეცნიერო რედ. ი.ლენსონი. - მ.: ავანტა+, 2003 წ.

დამატებითი ვებ რესურსები

1. ამოცანების ამოხსნა: გამოთვლები თერმოქიმიური განტოლებების გამოყენებით ().

2. თერმოქიმიური განტოლებები ().

Საშინაო დავალება

1) გვ. 69 პრობლემა No1,2სახელმძღვანელოდან "ქიმია: არაორგანული". ქიმია: სახელმძღვანელო. მე-8 კლასისთვის ზოგადი განათლება დაწესებულება“. /გ.ე. რუძიტისი, ფ.გ. ფელდმანი. - მ.: განათლება, OJSC "მოსკოვის სახელმძღვანელოები", 2009 წ.

2) გვ 80-84 No241, 245ქიმიის ამოცანებისა და სავარჯიშოების კრებულიდან: მე-8 კლასი: სახელმძღვანელოებისთვის. პ.ა. ორჟეკოვსკი და სხვები.“ქიმია. მე-8 კლასი“ / პ.ა. ორჟეკოვსკი, ნ.ა. ტიტოვი, ფ.ფ. ჰეგელი. - M.: AST: Astrel, 2006 წ.

ქიმიური რეაქციების განტოლებები, რომლებიც მიუთითებენ მათ თერმულ

ეფექტებს უწოდებენ თერმოქიმიური განტოლებები.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

თერმოქიმიურ განტოლებებს აქვს მთელი რიგი მახასიათებლები:

ა) ვინაიდან სისტემის მდგომარეობა დამოკიდებულია ნივთიერებების საერთო მდგომარეობებზე

ზოგადად, თერმოქიმიურ განტოლებებში ასოების ხელმოწერების გამოყენებით

(კ), (ზ), (პ) და (დ) მიუთითებს ნივთიერებების მდგომარეობებზე (კრისტალური, თხევადი, გახსნილი და აირისებრი). Მაგალითად,

ბ) ისე, რომ რეაქციის თერმული ეფექტი გამოიხატება ერთ-ერთი საწყისი ნივთიერების ან რეაქციის პროდუქტის კჯ/მოლში, თერმოქიმიურ განტოლებებში.

ფრაქციული შანსები დასაშვებია. Მაგალითად,

=−46,2 კჯ/მოლ.

გ) ხშირად რეაქციის სიცხე (თერმული ეფექტი) იწერება ∆H

ზედა ინდექსი 0 ნიშნავს თერმული ეფექტის სტანდარტულ მნიშვნელობას (სტანდარტულ პირობებში, ანუ 101 კპა წნევის დროს მიღებულ მნიშვნელობას), ხოლო ქვედა ინდექსი ნიშნავს ტემპერატურას, რომლის დროსაც ხდება ურთიერთქმედება.

თერმოქიმიური განტოლებების თავისებურება ის არის, რომ მათთან მუშაობისას თქვენ შეგიძლიათ გადაიტანოთ ნივთიერებების ფორმულები და თერმული ეფექტების სიდიდე განტოლების ერთი ნაწილიდან მეორეზე. როგორც წესი, ეს არ შეიძლება გაკეთდეს ქიმიური რეაქციების ჩვეულებრივი განტოლებით.

ასევე დასაშვებია თერმოქიმიური განტოლებების ტერმინით შეკრება და გამოკლება. ეს შეიძლება საჭირო გახდეს იმ რეაქციების თერმული ეფექტის დასადგენად, რომელთა ექსპერიმენტულად გაზომვა რთულია ან შეუძლებელია.

11. ჩამოაყალიბეთ ჰესის კანონი და ჰესის კანონის დასკვნა.

ჰესის კანონი ჩამოყალიბებულია შემდეგნაირად: ქიმიური რეაქციის თერმული ეფექტი არ არის დამოკიდებული მისი წარმოშობის გზაზე, არამედ დამოკიდებულია მხოლოდ საწყისი ნივთიერებებისა და რეაქციის პროდუქტების ბუნებასა და ფიზიკურ მდგომარეობაზე (ენთალპია).

დასკვნა 1. რეაქციის თერმული ეფექტი უდრის განსხვავებას რეაქციის პროდუქტების წარმოქმნის სითბოს ჯამებსა და საწყისი ნივთიერებების წარმოქმნის სიცხეებს შორის მათი სტექიომეტრიული კოეფიციენტების გათვალისწინებით.

დასკვნა 2. თუ ცნობილია რიგი რეაქციების თერმული ეფექტი, მაშინ შესაძლებელია განისაზღვროს სხვა რეაქციის თერმული ეფექტი, რომელიც მოიცავს განტოლებებში შემავალ ნივთიერებებს და ნაერთებს, რომელთათვისაც ცნობილია თერმული ეფექტი. ამავდროულად, თერმოქიმიური განტოლებებით შეგიძლიათ შეასრულოთ სხვადასხვა არითმეტიკული მოქმედებები (შეკრება, გამოკლება, გამრავლება, გაყოფა), როგორც ალგებრული განტოლებები.

12.რა არის ნივთიერების წარმოქმნის სტანდარტული ენთალპია?

ნივთიერების წარმოქმნის სტანდარტული ენთალპია არის სტანდარტულ პირობებში მოცემული ნივთიერების 1 მოლის წარმოქმნის რეაქციის თერმული ეფექტი მარტივი ნივთიერებების შესაბამისი რაოდენობით.

13.რა არის ენტროპია? როგორ იზომება?

ენტროპიაარის სისტემის მდგომარეობის თერმოდინამიკური ფუნქცია და მისი მნიშვნელობა დამოკიდებულია განსახილველი ნივთიერების (მასის) რაოდენობაზე, ტემპერატურასა და აგრეგაციის მდგომარეობაზე.

ერთეულები ჯ/კ

14.თერმოდინამიკის მე-2 და მე-3 კანონების ჩამოყალიბება.

თერმოდინამიკის მეორე კანონი

იზოლირებულ სისტემებში (Q= 0, A= 0, U= const) ხდება სპონტანურად

მხოლოდ ის პროცესები, რომლებსაც თან ახლავს სისტემის ენტროპიის ზრდა, ანუ S>0.

სპონტანური პროცესი მთავრდება, როდესაც მაქსიმუმია

მოცემული ენტროპიის პირობები S max, ანუ როდესაც ∆S= 0.

ამრიგად, იზოლირებულ სისტემებში სპონტანური პროცესის კრიტერიუმია ენტროპიის ზრდა და ასეთი პროცესის ზღვარი არის -∆S = 0.

თერმოდინამიკის მესამე კანონი

თითოეული ქიმიური ელემენტის ენტროპია იდეალურ კრისტალურ მდგომარეობაში აბსოლუტურ ნულთან მიახლოებულ ტემპერატურაზე ახლოს არის ნულთან.

არაიდეალური კრისტალების ენტროპია ნულზე მეტია, რადგან მათი განხილვა შესაძლებელია

როგორც ნარევები შერევის ენტროპიასთან. ეს ასევე ეხება კრისტალებს, რომლებსაც აქვთ დეფექტები ბროლის სტრუქტურაში. ეს იწვევს პრინციპს

აბსოლუტური ნულის ტემპერატურის მიუღწევლობა. ამჟამად მიღწეულია

ყველაზე დაბალი ტემპერატურა 0.00001 კ.