calcule termochimice
Legea lui Hess: căldura de reacție, care curge la presiune constantă și (sau) valoarea depinde de natura și starea materiilor prime și produselor finite, dar este independent de calea de reacție.
legea lui Hess este baza calculelor termochimice. legea lui Hess ilustrează exemplul reactiilor de combustie metan:
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O (g), DrH0 = -802,34 kJ.
Aceeași reacție poate fi realizată prin etapa de formare a CO:
CH4 + 3 / 2O2 = CO + 2H2O (g) A>? 2 = -519.33 kJ
CO + 1/2 O2 = CO2 3 ° SDD = -283.01 kJ
DrH01 = DrH0 2+ DrH0 s = (-519.33) + kJ (-283.01) kJ =
O consecință a legii Hess. entalpia reacției chimice este suma entalpiile de formare a produșilor de reacție minus suma entalpiile de formare a materiilor prime în ceea ce privește raporturile stoichiometrice.
Percolarea reacție
BB + dD = lL + mM (2.13)
efectul său termic se calculează cu formula:
DRH ° 1 = lDfH ° L + mDfH ° M - dDfH ° D -bDfH ° B. (2.14)
Raporturile stoechiometrice în ecuațiile de reacție arată, în orice proporții sunt reactivi și produși de reacție la nivel micro și macro: la raportul nivel micro între moleculele substanțelor la nivel macro - între cantitățile de substanțe chimice.
Exemplul 1. Se determină căldura de reacție pentru producerea hidrogenului din gaz natural:
CH4 + 2H2O (g) = CO2 + 4H2.
Decizie. DRN ° = D / H ° cog -DfH ° CH4 -2DfH0H2O
Substituind valorile entalpiile de formare (Anexa B) (în kJ / mol), obținem:
DRN ° = 1 mol (-393.51 kJ / mol) - 1 mol (-74.85 kJ / mol) -
- 2 mol (241.82 kJ / mol) = 164.98 kJ.
Răspuns: DRN ° = 164,98 kJ.
Este de asemenea posibil să se calculeze entalpia de formare a unuia dintre materiile prime sau a produselor de reacție, dacă entalpia cunoscute de formare a reactanților și entalpia rămasă din reacția chimică. De exemplu, entalpia substanței M în ecuația (2.13) poate fi determinată prin ecuația modificată (2.14):
Exemplul 2. Se calculează entalpia standard a formării de propan C3H8, în cazul în care entalpia standard a reacției de combustie este DRN ° = -2043,86 kJ.
Decizie. C3H8 + 5O2 = 4H2O + ZSO2 (g).
În concordanță cu ecuația (2.14) se poate scrie:
DFN ° C3H4 = 3D / N ° cog + 4DfH ° H2O® -DrH0.
Substituind valoarea DFN ° și datele de referință din Anexa B, obținem:
DFN ° C3H4 = 3 mol (-393.51 kJ / mol) +
+ 4 mol (- 241.82 kJ / mol) - (2043.86 kJ) / mol =
A: DFN ° C3H4 = -103,85 kJ / mol.
Astfel, cunoașterea entalpia de formare a produșilor de reacție și a materiilor prime, este posibil, folosind legea Hess și o consecință a acesteia, pentru a calcula entalpia reacției chimice.
Căldura substanțelor de combustie. Efectul termic al reacției de oxidare I mole substanță, pentru a forma oxizi superioare ale elementelor sale constitutive numite căldura de combustie a substanței ° PAGE
Calcularea valorii calorice, precum și orice efect termic se realizează cu ajutorul legii Hess.
Exemplul 3. Se calculează căldura de ardere etanol, la o temperatură de 298 K:
Decizie. C2H5OH (g) + SO2 = 2CO2 + ZN2O (g).
În concordanță cu ecuația (2.14):
PAGE ° 2DfN C2H5OH = CO2 + 3DfN ° ° ° DFN N2O®-C2H5OH
Substituind date ° DFN de aplicare B, obținem o căldură de ardere standard etanol:
Răspuns: PAGE ° C2H5OH = -1,234.7 kJ
căldura de combustie specifică se numește alimente calorii.