Toplotni učinek, Toplota, namenska ali absorbiramo termodinamika. Med vožnjo v njem. │ Je določena pod pogojem, da sistem ne dela nobenega dela (razen morebitnega razširitvenega delovanja), in T-RY in izdelki sta enaka. Ker toplota ni status F-Quea, t.j. Pri prehodu med državami je odvisno od prehodne poti, nato pa v splošnem primeru toplotni učinek ne more služiti kot značilnost določenega obroka. V dveh primerih, neskončno majhna količina toplote (osnovna toplota) D q sovpada s polno diferencijo stanja države: pod zvezdičnostjo traku D Q \u003d du (U-notranja energija), in s konstantnostjo d q \u003d dh ( H STALPIA SYSTEMS).
Obstajajo praktično pomembne dve vrsti toplotnih učinkov -Zothermo-ISOBAROSH (s konstantno T-RE T in P) in izoterm-izo-visoko (s konstantno T in volumen V). Razlikovati med različnimi in integralnimi toplotnimi učinki. Diferencialni toplotni učinek je določen z izrazom:
kjer u i, h i the. Delno molarno notri. Energija in; V i -shechiometric. COEF. (V i\u003e 0 za izdelke, v i<0 для ); x
= (n i - n i 0)/v i ,-хим.
переменная, определяющая состав системы в любой момент протекания р-ции (n i
и n i0 - числа i-го компонента
в данный момент времени и в начале хим. превращения соотв.). Размерность дифференциального
теплового эффекта реакции-кДж/ . Если u T,V , h T,p > 0, r proizvodnja. endotermična, z obratnim znakom exothermic. Dve vrsti učinkov sta povezani z razmerjem:
Podan je temperaturni odvisnosti toplotnega učinka, uporaba na eni, strogo gledano, zahteva znanje o delnem molurju vseh sodelujočih v R-B-B, vendar v večini primerov te vrednosti niso znane. Ker za P-QII teče v realnih P-racijah in drugih termodinamično nepopolnih medijih, toplotne učinke, kot drugi, bistveno odvisna od sestave sistema in eksperimenta. Pogoji so razvili pristop, ki olajšuje primerjavo različnih R-CIOS in sistematike toplotnih učinkov. Ta cilj je koncept standardnega toplotnega učinka (označen). V skladu s standardom se razume kot toplotni učinek (pogosto hiptiketiko-ki) pod pogoji, ko so vsi sodelujoči v R-WO v določenem. Razlikujejo. In integralni standardni toplotni učinki so vedno numerično sovpadajo. Standardni toplotni učinek je enostaven za izračun z uporabo tabel standardne toplote tvorbe ali izgorevanja toplote v-B (glej spodaj). Za nondeatične medije med dejansko izmerjenimi in standardnimi toplotnimi učinki obstaja velika neskladnost, da je treba upoštevati pri uporabi toplotnih učinkov v termodinamičnih izračunih. Na primer, za alkalno diacetino [(CH3 CO) 2 NH (TV) + H 2 O (G) \u003d \u003d CH3 sokH 2 (TV) + CH3 COXY (G) +] 0,8 n. P-re NaOH v vodnem (58 mas.%) Pri 298 do izmerjenega toplotnega učinka D H1 \u003d - 52,3 kJ. Na ravni standardnih pogojev je bila pridobljena \u003d - 18,11 kJ /. Torej to pomeni. Razlika je pojasnjena s toplotnimi učinki, ki spremljajo v-B v določenem R-rethele (toplote). Za trdno, tekoče ocetno to-vas in toplino sta enaka acc.: D H 2 \u003d 13,60; D H 3 \u003d - 48,62; D H 4 \u003d - 0,83 kJ /, SO \u003d D H 1 - D H 2 - D H 3 + D H 4. Iz primeratoda v študijah toplotnih učinkov so pomembni toplotni učinki sočasnih fizičnih učinkov. procesov.
Študija toplotnih učinkov je najpomembnejša naloga. OSN. poskus. Metoda -Corbatry. Sovr. Oprema vam omogoča preučevanje toplotnih učinkov v plin, tekočih in trdnih fazah, na meji fazne particije, kot tudi v kompleksu. Sistemi. Obseg tipičnih vrednosti izmerjenih toplotnih učinkov se giblje od več sto J / sto kJ. V zavihku. Podatki o kalorimetrichu. Meritve toplotnih učinkov nekaterih R-kosov. Merjenje toplotnih učinkov, redčenja in toplote, vam omogoča, da se premaknete iz dejansko izmerjenih toplotnih učinkov na standard.
Pomembna vloga pripada toplotnim učinkom dveh vrst - toplota izobraževanja je spojina. Preprostega B-B in toplote zgorevanja v B-B v čisti na tvorbo višjih elementov, iz katerih je sestavljena. Ti toplotni učinki so podani standardnim pogojem in tabelirani. S svojo pomočjo je enostavno izračunati vsak toplotni učinek; Enak je algebraič. Količina toplote nastanka ali toplote izgorevanja vseh sodelujočih v R-Q:
Uporaba tabele količin 
Omogočaizračunajte toplotne učinke Mn. Tisoče P-QII, čeprav so te vrednote same znane samo za več. Tisoč povezav. Takšna metoda izračuna pa je neprimerna, pa za P-CIU z majhnimi toplotnimi učinki, saj ocenjena majhna vrednost, dobljena kot algebraich. Več Za velike vrednosti je značilna napaka, K-Paradium za ABS. Velikost lahko preseže toplotni učinek. Izračun toplotnih učinkov s pomočjo vrednosti 
Temelji na dejstvu, da je stanje države. To vam omogoča, da naredite termohemske sisteme. URI za določitev toplotnega učinka zahtevane aplikacije R (glej). Izračunajte skoraj vedno standardne toplotne učinke. Poleg zgoraj obravnavane metode se izračun toplotnih učinkov izvaja s temperaturno odvisnostjo - in
Tako kot ena od fizikalnih značilnosti osebe je fizična sila, najpomembnejša značilnost katere koli kemične komunikacije je moč komunikacije, t.j. Njena energija.
Spomnimo se, da je energija kemijske obveznice - ta energija, ki je dodeljena v tvorbo kemijske vezi ali energije, ki jo je treba porabiti za uničenje te povezave.
Kemijska reakcija na splošno je pretvorba ene snovi v druge. Posledično, med kemično reakcijo, je razbijanje nekaterih povezav in oblikovanje drugih, tj. Struženje energije.
Temeljni zakon fizike navaja, da energija ne izhaja iz nič in ne izgine brez sledu, ampak samo iz ene vrste v drugo. Na podlagi njene univerzalnosti je to načelo očitno uporabno za kemično reakcijo.
Toplotni učinek kemične reakcije imenovala količino toplote,
dodeljena (ali absorbirana) med reakcijo in glede na 1 mol reagirajo (ali nastalo) snov.
Toplotni učinek je označen s črko Q in praviloma se meri v KJ / MOL ali KCAL / MOL.
Če se reakcija pojavi s sproščanjem toplote (Q\u003e 0), se imenuje eksotermna, in če pri absorpciji toplote (Q< 0) – эндотермической.
Če je shematično za prikaz energetskega profila reakcije, nato za endotermne reakcije, izdelki so nad energijo kot reagenti, in za eksotermno - nasprotno, reakcijski izdelki se nahajajo pod energijo (bolj stabilen) kot reagenti.
Jasno je, da se večja snov reagira, večja je količina energije ločena (ali absorbirana), t.e. Toplotni učinek je neposredno sorazmeren s količino snovi. Zato je odnos toplotnega učinka na 1 mol snovi posledica naše želje, da primerjamo toplotne učinke različnih reakcij.
Predavanje 6. Termokemija. Toplotni učinek primera kemijske reakcije 1. Z obnovo 8,0 g bakra (II) oksid vodika, kovinskega bakra in vodnih parov je nastal in 7,9 kJ out. Izračunajte toplotni učinek reakcije zmanjšanja bakrovega oksida (II).
Sklep. Cuo reakcijska enačba (TV.) + H2 (G.) \u003d CU (TV.) + H2 O (G.) + Q (*)
Med obnovo 0,1 mol - 7,9 kJ se dodeli med obnovo 1 mol - x kj
Kjer je x \u003d + 79 kJ / mol. Enačba (*)
CUO (TV.) + H2 (G.) \u003d CU (TV.) + H2 O (G.) +79 kJ
Termokemična enačba- To je kemijska reakcijska enačba, ki označuje skupno stanje sestavnih delov reakcijske zmesi (reagenti in izdelki) in toplotni učinek reakcije.
Da bi topili led ali izhlapevanje vode, je treba porabiti določene količine toplote, medtem ko med zamrzovanjem tekoče vode ali kondenzacije vodne pare, se dodelijo enake količine. Zato je hladno, ko pridemo iz vode (izhlapevanje vode iz telesne površine zahteva stroške energije), in znojenje je biološki zaščitni mehanizem iz pregrevanja telesa. Nasprotno, zamrzovalnik zamrzne vodo in segreje v okolici, ki mu daje prekomerno toploto.
Ta primer prikazuje toplotne učinke sprememb v skupnem stanju vode. Toplota taljenja (pri 0 ° C) λ \u003d 3,34 × 105 J / kg (fizika) ali QL. \u003d - 6,02 KJ / MOL (kemija), izhlapevanje toplote (izparjenja) (pri 100 ° C) Q \u003d 2,26 × 106 J / kg (fizika) ali QISP. \u003d - 40.68 kJ / mol (kemija).
taljenje
izhlapevanje |
|||||
oBR, 298.
Predavanje 6. Termokemija. Termični učinek kemične reakcije je seveda, je mogoče sublimacijski procesi, ko trdno snov
greva v plinsko fazo, mimo tekočega stanja in inverznih procesov odlaganja (kristalizacije) iz plinske faze, je možno tudi izračunati ali izmeriti toplotni učinek.
Jasno je, da ima v vsaki snovi kemijske obveznice, zato ima vsaka snov nekaj energetskega rezervata. Vendar pa se vse snovi ne morejo spremeniti v eno kemijsko reakcijo. Zato se je strinjala, da uvede standardno stanje.
Standardno stanje snovi- To je agregatno stanje snovi pri temperaturi 298 K, tlak 1 atmosfere v najbolj stabilne alotropne modifikacije v teh pogojih.
Standardni pogoji- To je temperatura 298 K in tlaka 1 atmosfere. Standardni pogoji (Standardni status) je označen s indeksom0.
Standardna povezava za nastanek toplote imenuje se toplotni učinek kemične reakcije tvorbe te spojine iz preprostih snovi, sprejetih v njihovem standardnem stanju. Toplota sestavne tvorbe je označena s simbolom Q.0 Za različne spojine je standardno toplotno izobraževanje podano v referenčnih knjigah fizikalno-kemijskih vrednot.
Standardna toplota nastanka enostavnih snovi je enaka 0. Na primer, Q0 ARR., 298 (O2, plin) \u003d 0, Q0 ARR., 298 (C, TV, grafit) \u003d 0.
Na primer. Zabeležite termokemično enačbo za oblikovanje bakrovega sulfata (II). Iz referenčne knjige Q0 ARR, 298 (CUSO4) \u003d 770 KJ / MOL.
Cu (TV.) + S (TV.) + 2O2 (G.) \u003d CUSO4 (TV) + 770 kJ.
Opomba: Termokemična enačba se lahko zabeleži za katero koli snov, vendar je treba razumeti, da je v resničnem življenju reakcija pojavi na povsem drugačen način: iz navedenih reagentov nastane pri ogrevanem oksidu bakra (II) in žvepla (IV ), vendar bakreni sulfat (II) ni oblikovan. Pomemben zaključek: Termokemična enačba je model, ki omogoča izračune, je dobro skladen z drugimi termokemičnimi podatki, vendar ne prenese preverjanja prakse (to je, ne more pravilno napovedati možnosti ali nezmožnosti reakcije).
(B J) - σ a i × q rr 0, 298 i
Predavanje 6. Termokemija. Toplotni učinek kemične reakcije
Pojasnilo. Da ne boš zavajal, bom takoj dodal to kemično termodinamiko lahko napovedujejo možnost / nezmožnost reakcijeVendar pa to zahteva resnejša "orodja", ki presegajo šolski potek kemije. Termokemična enačba v primerjavi s temi tehnikami je prvi korak na ozadju piramide HeOPSE - brez tega, ne more storiti, vendar ne visoka.
Primer 2. Izračunajte toplotni učinek kondenzacije vode, ki tehta 5,8 g. Proces kondenzacije je opisan s termokemično enačbo H2O (G.) \u003d H2O (g.) + Q - Kondenzacija Običajno eksotermni proces toplote kondenzacije na 25O C 37 KJ / MOL (imenik).
Posledično, Q \u003d 37 × 0.32 \u003d 11.84 kJ.
V 19. stoletju je bil ruski kemik, ki je študiral toplotne učinke reakcij, eksperimentalno ugotovil zakon o ohranjanju energije v zvezi s kemijskimi reakcijami - pravo HESS.
Toplotni učinek kemične reakcije ni odvisen od procesne poti in se določi le z razliko v končnih in začetnih stanjih.
Z vidika kemije in matematike, ta zakon pomeni, da lahko prosto izračunamo postopek, da izberemo katero koli "pot" izračuna ", ker rezultat ni odvisen od tega. Iz tega razloga je zelo pomemben zakon HESS neverjetno pomemben posledica zakona ges.
Toplotni učinek kemične reakcije je enak vsoti toplote oblikovanja reakcijskih produktov brez toplote nastanka reagentov (ob upoštevanju stohiometričnih koeficientov).
Z vidika zdravega smisla ta preiskava ustreza procesu, v katerem se vsi reagenti najprej spremenijo v preproste snovi, ki so se nato zbrali na nov način, tako da so bili pridobljeni reakcijski izdelki.
V obliki enačbe, posledica prava Gess je videti kot reakcijska enačba: A 1 A 1 + A 2 A 2 + ... + A N A \u003d B 1 B 1 + B 2 B 2 + ... B.
Hkrati, I I IB J, so stoichoometrični koeficienti, I - reagenti, B J - reakcijski izdelki.
Potem je posledica prava Gessa obrazca Q \u003d Σ B J × Q Arr. 0, 298
k BK + Q
(A i)
Predavanje 6. Termokemija. Toplotni učinek kemične reakcije od standardne toplote tvorbe številnih snovi
a), ki se je zavezala posebnim tabelam ali b), se lahko določi eksperimentalno, je mogoče napovedati (izračunati) toplotni učinek zelo velikega števila reakcij z dovolj visoko natančnostjo.
Primer 3. (Posledica zakona Gess). Izračunajte toplotni učinek pretvorbe pare metana, ki se pojavi v plinski fazi pod standardnimi pogoji:
CH4 (G.) + H2 O (G.) \u003d CO (G.) + 3 H2 ()
Ugotovite, ali je ta reakcija eksotermna ali endotermična?
Rešitev: Posledica prava Gess
Q \u003d 3 Q0 | D) + q 0 | (CO, D) -Q 0 | D) -Q 0 | O, d) - na splošno. |
|||||
oBR, 298. | oBR, 298. | oBR, 298. | oBR, 298. | ||||||
Q OB0. | 298 (H 2, D) \u003d 0 | Enostavna snov v standardnem stanju |
|||||||
Iz referenčne knjige najdemo toplino tvorbe preostalih komponent mešanice.
O, D) \u003d 241.8 | (CO, D) \u003d 110,5 | D) \u003d 74,6 | |||||||||
oBR, 298. | oBR, 298. | oBR, 298. | |||||||||
Vrednosti nadomestimo enačbi
V \u003d 0 + 110,5 - 74,6 - 241.8 \u003d -205.9 kJ / mol, reakcija je zelo endotermich.
Odgovor: Q \u003d -205.9 KJ / MOL, Endotermal
Primer 4. (Uporaba Gessa). Znana je toplina reakcij
C (TV.) + ½ O (g.) \u003d CO (g.) + 110,5 kJ
C (TV.) + O2 (G.) \u003d CO2 (G.) + 393,5 kJ Poiščite toplotni učinek reakcije 2CO (G.) + O2 (G.) \u003d 2CO2 (g.). Odločitev, ki pomnoži prvo in drugo Enačba na 2.
2c (TV.) + O2 (g.) \u003d 2CO (g.) + 221 kJ 2C (TV.) + 2O2 (G.) \u003d 2CO2 (G.) + 787 kJ
Iz druge enačbe prvi
O2 (G.) \u003d 2CO2 (G.) + 787 kJ - 2CO (G.) - 221 kJ, \\ t
2CO (G.) + O2 (G.) \u003d 2CO2 (G.) + 566 kJ Odgovor: 566 KJ / MOL.
Opomba: Pri študiju termokemije menimo, da je kemijska reakcija od zunaj (zunaj). Nasprotno, kemijska termodinamika - Znanost o obnašanju kemičnih sistemov - upošteva sistem od znotraj in deluje s konceptom "Enthalpy" H kot toplotno energijo sistema. Entalpy, tako
Predavanje 6. Termokemija. Termični učinek kemične reakcije je enak pomen kot količina toplote, vendar ima nasprotni znak: če se energija razlikuje od sistema, njeno okolje dobi in segreje, sistem pa izgubi energijo.
Literatura:
1. VODIČ, V.V. EREMIN, N.E. Kuzmenko et al., Kemija razreda 9, točka 19,
2. Izobraževalni in metodološki priročnik "Osnove splošne kemije" 1. del.
Prevajalci - S.G. Baram, i.n. Mironova. - Vzemite s seboj! Za naslednjo zasedbo seminarja
3. A.V. Rahlo. Osnove kemije. http://hemi.nsu.ru/index.htm.
§9.1 Toplotni učinek kemične reakcije. Glavni zakoni termokemije.
§9.2 ** Termokemija (nadaljevanje). Toploto nastanka snovi iz elementov.
Standardno izobraževanje Enthalpy.
Pozor!
Zato gremo na rešitve nalog, zato je kalkulator zaželen tudi za seminarje v kemiji.
Vsako kemijsko reakcijo spremlja izločanje ali absorpcija energije v obliki toplote.
Na podlagi izbire ali absorpcije toplotnih razlik exothermic. in endotermična reakcije.
Exothermic. Reakcije - takšne reakcije, med katerimi toploto dodeljena (+ Q).
Endotermalne reakcije - reakcije, ko se pretok toplote absorbira (-Q).
Reakcija toplotnega učinka (Q.) Pokličite količino toplote, ki se sprosti ali absorbira, ko je interakcija določenega števila začetnih reagentov v interakciji.
Termokemična enačba se imenuje enačba, v kateri je naveden toplotni učinek kemične reakcije. Torej, na primer, termokemiji so enačbe:
Opozoriti je treba tudi, da morajo termokemične enačbe nujno vključevati informacije o skupnih stanjih reagentov in proizvodov, saj je odvisno od pomena toplotnega učinka.
Izračuni toplotnega učinka reakcije
Primer tipične naloge, da bi našli toplotni učinek reakcije:
Z interakcijo 45 g glukoze s presežkom kisika v skladu z enačbo
C6 H 12 O 6 (TV.) + 6O 2 (g) \u003d 6CO2 (g) + 6H20 (g) + Q
700 kJ ogrevanje. Določite toplotni učinek reakcije. (Zabeležite številko do celotega.)
Sklep:
Izračunajte količino snovi glukoze:
n (C6 H 12 O 6) \u003d M (C6 H 12 O 6) / M (C6 H 12 O 6) \u003d 45 g / 180 g / mol \u003d 0,25 mol
Ti. Ko je interakcija 0,25 mol glukoze s kisikom označena 700 kJ toplote. Od termokemične enačbe, predstavljene v stanju, sledi, da ko je interakcija 1 mol glukoze s kisikom tvorjena z količino toplote, ki je enaka q (toplotni učinek reakcije). Nato je naslednji delež resničen:
0,25 mol glukoza - 700 kJ
1 mol glukoza - Q
Iz tega razmerja se enačba ustreza:
0,25 / 1 \u003d 700 / q
Sprostite se, kar ugotovimo, da:
Tako je toplotni učinek reakcije 2800 kJ.
Izračuni na termokemičnih enačbah
Veliko pogosteje pri nalogah izpita o termokemiji, pomen toplotnega učinka je že znan, ker Stanje daje popolno termokemično enačbo.
V tem primeru je treba izračunati količino toplote, ki se sprošča / absorbira z znano količino reagenta ali izdelka, ali pa je v nasprotju, v skladu z znano toploto, je potrebno določiti maso, volumen ali količino vsebine.
Primer 1.
V skladu s termokemično reakcijsko enačbo
3FE 3 O 4 (TV.) + 8AL (TV.) \u003d 9FE (TV.) + 4AL 2 O 3 (TV.) + 3330 KJ
oblikovan je bil 68 g aluminijevega oksida. Kakšno količino toplote je bilo ločeno? (Zabeležite številko do celotega.)
Sklep
Izračunajte količino snovi aluminijevega oksida:
n (AL 2 O 3) \u003d M (AL 2 O3) / M (AL 2 O 3) \u003d 68 g / 102 g / mol \u003d 0,667 mol
V skladu s termokemično enačbo reakcije pri tvorbi 4 mol aluminijevega oksida, 3330 kJ izstopa. V našem primeru se oblikuje 0,6667 mol aluminijevega oksida. Označi količino toplote, ki se sprošča hkrati, skozi X CJ do deleža:
4 mole al 2 O 3 - 3330 KJ
0,667 mol al 2 o 3 - x kj
Ta delež ustreza enačbi:
4/06667 \u003d 3330 / X
Odločanje, s katerim, poiščite to x \u003d 555 kJ
Ti. Pri tvorbi 68 g aluminijevega oksida v skladu s termokemično enačbo, 555 kJ toplote odlikuje v stanju.
Primer 2.
Zaradi reakcije, katerih termokemična enačba
4FES 2 (TV.) + 11o 2 (g) \u003d 8S02 (g) + 2FE 2 O 3 (TV.) + 3310 kJ
1655 KJ segrevanje. Določite glasnost (L) označenega žveplovega dioksida (N.U.). (Zabeležite številko do celotega.)
Sklep
V skladu z enačbom termokemičnega odziva, 3310 CJ za toploto je označena v tvorbi 8 mol SO 2. V našem primeru je bila izdana 1655 KJ toplina. Naj se količina snovi tako 2 tvori hkrati, enaka x mol. Nato je naslednji delež pošten:
8 mol tako 2 - 3310 kJ
x MOL SO 2 - 1655 KJ
Iz katere enačba sledi:
8 / x \u003d 3310/1655
Sprostite se, kar ugotovimo, da:
Tako je količina snovi, ki jo je 2 tvorjena v istem času, je 4 mol. Posledično je njegov obseg:
V (SO 2) \u003d V M ∙ N (SO 2) \u003d 22,4 L / MOL ∙ 4 mol \u003d 89,6 l ≈ 90 l (Zaokrožite do celote, ker je potrebno v stanju.)
Več razstavljenih nalog na toplotnem učinku kemične reakcije je mogoče najti.
Učinek toplotne reakcije količina toplote, ki se sprosti ali absorbira s sistemom zaradi pretoka kemijske reakcije. To je lahko N (P, T \u003d CONST) ali U (V, T \u003d CONT).
Če je toplotna reakcija dodeljena, tj. EntalPy sistem zmanjšuje ( N. 0 ), potem se reakcija imenuje eksotermno.
Reakcije, ki jih spremlja absorpcija toplote, tj. s povečanjem sistema Enthalpy ( N. 0), imenovan E. ndotermal.
Kot druge državne funkcije, Enthalpy je odvisna od količine snovi, zato je dobro ( N) Običajno se nanašajo na 1 mol snovi in \u200b\u200bizraženo v KJ / MOL.
Običajno se funkcije sistema določijo standardni pogojiPoleg parametrov standardne države je vključena standardna temperatura T \u003d 298,15 K (25C). Pogosto se temperatura kaže v obliki nižjega indeksa ().
5.3. Termokemične enačbe
Termokemične reakcijske enačbe enačbe, v katerih je naveden toplotni učinek, reakcijski pogoji in skupna stanja snovi. Običajno je reakcija Enhalpy označena kot toplotni učinek. Na primer,
C (grafit) + O 2 (plin) \u003d CO 2 (plin), N 0 298 \u003d 396 kJ.
Toplotni učinek je mogoče napisati v reakcijski enačbi:
C (grafit) + O 2 (plin) \u003d CO 2 (plin) + 396 kJ.
V kemični termodinamiki se pogosteje uporablja prva oblika snemanja.
Značilnosti termokemičnih enačb.
1. Toplotni učinek je odvisen od mase reaktanta, po-
običajno se izračuna za en mol snovi. V zvezi s tem, v termokemičnih enačbah, ki jih lahko uporabite delno koeficienti. Na primer, za primer nastanka ene molitve klorida, termokemična enačba je napisana na naslednji način:
½ 2 + ½Cl 2 \u003d HCl, H 0 298 \u003d 92 kJ
ali h 2 + cl2 \u003d 2HSL, H 0 298 \u003d 184 kJ.
2. Toplotni učinki so odvisni od skupnega stanja reagentov; Navedena je v termokemičnih enačbah indeksov: j. tekoča g. plinasto, t. TRDNO OR - kristalinično r. - raztopljen.
Na primer: H 2 + ½ O 2 \u003d H 2 O (G), N 0 298 \u003d -285,8 kJ.
H 2 + ½ O 2 \u003d H 2 O (G), N 0 298 \u003d 241,8 kJ.
3. S termokemičnimi enačbami lahko izdelujete algebrske ukrepe (jih je mogoče dodati, odšteti, pomnožiti s katerim koli koeficientom skupaj s toplotnim učinkom).
Termokemične enačbe so bolj v celoti, kot običajne, odražajo spremembe, ki se pojavljajo v reakciji, ne kažejo ne le kvalitativne in kvantitativne sestave reagentov in izdelkov, temveč tudi kvantitativno preoblikovanje energije, ki jo je ta reakcija priložena.
5.4. Pravo HESS in njene preiskave
Osnova termokemičnih izračunov je zakon odprtega ruskega znanstvenika Hesse G. I. (1841). Njegovo bistvo v nadaljevanju: Termični učinek kemične reakcije je odvisen samo na začetnem in končnem stanju sistema, vendar ni odvisen od hitrosti in poti postopka, to je iz števila vmesnih stopenj. To zlasti pomeni, da se termokemične reakcije lahko zložijo skupaj s svojimi toplotnimi učinki. Na primer, tvorba CO 2 ogljika in kisika se lahko predloži v naslednjo shemo:
C + O. 2 n 1. Tako 2 1. C (graf.) + O 2 (g) \u003d C02 (g), n 0 1 \u003d 396 kJ.
2. C (graf) + 1 / 2o2 (g) \u003d CO (g), N 0 2 \u003d x kJ.
n 2 n 3
3. CO (G) + 1/2O2 (g) \u003d CO 2 (g), N 0 3 \u003d 285,5kj.
CO +.½ Približno 2
Vsi ti trije postopki se pogosto uporabljajo v praksi. Kot je znano, se eksperimentalno določijo toplotni učinki formacije CO 2 (n 1) in izgorevanje CO (N 3). Nemogoče je eksperimentalno izmeriti toplotnega učinka CO (N 2), saj je z izgorevanjem ogljika v pogojih pomanjkanja kisika nastala mešanica CO in CO 2. Toda Enthalpy od reakcije oblikovanja CO iz preprostih snovi se lahko izračuna.
Iz prava HESS sledi, da h 0 1 \u003d H 0 2 + H 0 3. Zato,
H 0 2 \u003d H 0 1 H 0 3 \u003d 396 (285,5) \u003d 110,5 (kJ) je izjemna vrednost
Tako je z uporabo prava gess, je mogoče najti toplino reakcij, ki jih ni mogoče določiti eksperimentalno.
Pri termokemičnih izračunih se pogosto uporabljata dve posledici prava ges. V prvem, toplotnem učinku reakcije je enaka vsoti entalpije oblikovanja reakcijskih produktov, zmanjšanih za količino entalpy nastajanja izvornih snovi (reagenti).
N. 0 h.R. = n. prod. · H. 0 ƒ Prod. - n. iSX. · N. 0 ƒ reagenti. ,
kjer je n količino snovi; n 0 ƒ standardna ENTHALPY (toplota) tvorbe snovi.
Toplotni učinek nastajanja reakcije 1 mol kompleksne snovi iz preprostih snovi, določen pod standardnimi pogoji, se imenuje standardna entalpy tvorba te snovi (n 0 slika ali n 0 ƒ kJ / mol).
Ker je nemogoče določiti absolutno entalpy snovi, potem za merjenje in izračune, je treba določiti začetek reference, to je sistem in pogoje, za katere se vrednost sprejmejo vrednost : N \u003d 0. V termodinamiki se države preprostih snovi sprejmejo kot začetek sklicevanja v njihovih najbolj stabilnih oblikah v normalnih pogojih - v standardnem stanju.
Na primer: n 0 ƒ (O 2) \u003d 0, vendar n 0 ƒ (O3) \u003d 142,3 kJ / mol. Standardna tvorba Enthalpies so opredeljena za številne snovi in \u200b\u200bse izvedejo v referenčnih knjigah (tabela 5.1).
Na splošno, za reakcijo AA + BB \u003d SS + DD Enthalpy, glede na prvo posledico, je določena z enačbo:
H 0 298 HR. \u003d (Cn 0 ƒ, c + dn 0 ƒ, e) (ah 0 ƒ, a + vh 0 ƒ, b).
Druga posledica prava Gess se nanaša na organske snovi. Toplotni učinek reakcije, ki vključuje organske snovi, je enak količini izgorevanja toplote reagentov minus toplota izgorevanja izdelkov.
Hkrati je toplota zgorevanja določena v predpostavki polne
zgorevanje: Ogljik se oksidira na CO 2, vodik do H 2 O, dušika na n 2.
Toplotni učinek oksidacijske reakcije s kisikovim elementom, vključenim v snov, preden se kliče tvorbo višjih oksidov toplota izgorevanja te snovi(n 0 sg.). Očitno je, da je toplota zgorevanja O 2, CO 2, H 2 O, N 2 enaka nič.
Tabela 5.1.
Termodinamične konstante nekaterih snovi
|
Snov |
N 0 F, 298, KJ / MOL |
S 0 298, J / Molk |
g 0 F, 298, KJ / MOL |
Snov |
N 0 F, 298, KJ / MOL |
J / Molk. |
g 0 F, 298, |
|
C (grafit) | |||||||
Na primer, toplota zgorevanja etanola
C 2 H 5 OH (G) + 3O 2 \u003d 2CO 2 + 3H20 (g)
h 0 x.r. \u003d H 0 Сг (C2H5 OH) \u003d 2n 0 ƒ, (C02) + 3n 0 ƒ, (H 2 O) N 0 ƒ, (C2H5 OH).
n 0 SG (C2H5 OH) \u003d 2 (393,5) + 3 (241,8) - (277.7) \u003d 1234,7 kJ / mol.
Toplota zgorevanja je podana tudi v referenčnih knjigah.
Primer 1.Določite toplotni učinek reakcije dehidracije etanola, če
h 0 SG (C2H4) \u003d 1422.8; h 0 SG (H 2 O) \u003d 0; Н 0 Сг (C2H5 OH) \u003d 1234,7 (KJ / MOL).
Sklep.Napišemo reakcijo: C2H5 OH (G) \u003d C2H 4 + H 2 O.
Glede na drugo posledico določimo toplotni učinek toplote zgorevanja, ki so prikazani v imeniku:
h 0 298 X.R \u003d H 0 Сг (C2H5 OH) H 0 Сг (C2H4) H 0 SG (H 2 O) \u003d
1234,7 + 1422.8 \u003d 188,1 kJ / mol.
V tehniki za značilnosti toplotnih kvalitet ločene vrste gorivo običajno jih uporabljajo kalorična vrednost.
Kalorična vrednost Gorivo se imenuje toplotni učinek, ki ustreza zgorevanju množične enote (1 kg) za trdna in tekoča goriva ali volumen enote (1 m 3) za plinasto gorivo (tabela 5.2).
Tabela 5.2.
Kalorična vrednost in sestava nekaterih
pogoste vrste goriva
|
Kalorična vrednost |
||||
|
kisik | ||||
|
Antracit * | ||||
|
Drevesa. premoga | ||||
|
Pri. Gas. | ||||
|
Surovo olje | ||||
* Zdravilo za antracit - kamen z največjo vsebnostjo ogljika (94-96%).
Vodik je najučinkovitejši kemijski nosilec energije za energijo, promet in prihodnjo tehnologijo, saj ima zelo visoko kalorično vrednost (tabela 4.2), je relativno enostavno prevoz, in samo voda se oblikuje, t.j. To je "čisto" vnetljivo, ne povzroča onesnaževanja zraka. Vendar pa je premajhno vsebnost vodika v naravi posegati v svojo široko uporabo kot vir energije v svobodni državi. Večina vodika dobimo z razgradnjo vode ali ogljikovodikov. Vendar pa takšna razgradnja zahteva veliko porabe energije, v praksi pa zaradi toplotnih izgub za pridobitev vodika, je treba porabiti več energije, kot je mogoče dobiti. V prihodnje, če vam uspe ustvariti velike in poceni energetske vire (na primer, kot posledica razvoja jedrskih ali sončnih energetskih tehnik), se bo del IT uporabljen za pridobitev vodika. Mnogi znanstveniki so prepričani, da je energija prihodnosti vodikov energija.
S pomočjo zakona gess in njenih posledic je mogoče določiti številne količine, vključno s tistimi, ki se ne določijo eksperimentalno, če je odziv na neznano vrednost mogoče dobiti z zlaganjem drugih reakcij z znanimi značilnostmi.
Primer 2.Na podlagi toplote zgorevanja CH4 (N 0 SG \u003d 890CH / MOL) in H2 (N 0 SG \u003d 286 kJ / mol), izračunamo kalorično vrednost plina, ki vsebuje 60% vodika in 40 % metana CH4.
Sklep. Termokemične enačbe reakcij izgorevanja pišemo:
1) H 2 + ½02 \u003d H 2 O (g); N 0 F (H 2 O) \u003d 286 kJ / mol;
CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2N 2 O (G); N 0 2
H 0 2 \u003d H 0 ƒ, (CO 2) + 2n 0 ƒ, (H 2 0) N 0 ƒ, (CH4) \u003d 3932. 286 + 75 \u003d 890 kJ / mol.
1M 3 plin vsebuje 600L H 2 in 400L CH4, ki je komponenta 2 ISS 4. Gas kalorična vrednost bo:
kJ / M 3.
Primer 3.Uporaba tabele 5.1 izračunajte toplotni učinek reakcije z izgorevanjem etilena: C2H 4 + 3O 2 \u003d 2 + 2N 2 O (G).
Sklep.Iz tabele 5.1 izpišemo vrednote Enthalpy o tvorbi snovi, ki so vključene v reakcijo (v KJ / MOL):
h 0 ƒ, CO 2 \u003d 393,5; н 0 ƒ, C2H4 \u003d 52.3; h 0 ƒ, H 2 O \u003d 241.8.
(Spomnimo se, da je entalpy tvorba enostavnih snovi nič.)
Glede na posledico zakona Gess (4.4):
H 0 298 x.R \u003d N Prod · n 0 ƒ, Prod n · n 0 ƒ, ex \u003d 2n 0 ƒ, CO 2 + 2n 0 ƒ, H 2 On 0 ƒ, C2N 4 \u003d
2. \\ T (393,5) + 2. (241.8) 52,3 \u003d 1322.9 kJ.
Primer 4.Na podlagi toplotnega učinka reakcije
3Sao (T) + P 2 O 5 (T) \u003d CA3 (PO 4) 2 (T), n 0 \u003d 739 kJ,
določite Enthalpy iz tvorbe kalcijevega ortofosfata.
Sklep.S posledico prava Gessa:
H 0 298 X.R \u003d N 0 ƒ, CA3 (PO 4) 2 (3n 0 ƒ, SAA + N 0 ƒ, P 2 O 5).
Iz tabele. 4.1: n 0 ƒ, (Sao) \u003d 635,5; n 0 ƒ, (P 2 O 5) \u003d 1492 (KJ / MOL).
Н 0 ƒ, CA 3 (PO 4) 2 \u003d 739 + 3. (635,5) 1492 \u003d 4137,5 kJ / mol.
Primer 5.Napišite termokemično enačbo za reakcijo zgorevanja trdnega žvepla v N 2 O, če je znano, da je 66,9 kJ toplota razlikovati med izgorevanjem žvepla (predpostavlja se, da se pri merjenju toplote, temperatura izdelka zmanjša na temperaturo reagenti, ki so enaki 298 k).
Sklep.Da bi zapišejo termokemično enačbo, je treba izračunati toplotni učinek reakcije:
S (T) + 2n 2 O (g) \u003d SO 2 (g) + 2N 2 (g); H 0 \u003d x kJ.
S pogojem problema je znano, da se z izgorevanjem 16 g žvepla, 66,9 kJ izstopa, in 32 g žvepla je vključen v reakcijo. Pripravljamo delež:
16g 66.9 kj.
32g x kj x \u003d 133,8 do j.
Tako je termokemijska enačba napisana kot:
S (T) + 2N 2 O (G) \u003d SO 2 (G) + 2N 2 (g), N 0 x..r. \u003d 133,8 kJ.
(Ker je toplota označena, je reakcija eksotermna, n 0 0).
Primer 6.Kakšna količina toplote je označena s spojino 5,6 litra vodika s klorom (n. Y.), če je ENTHALPY nastajanja vodikovega klorida enaka 21,8 kJ / mol (temperatura izdelkov in reagentov je 25 ).
Sklep.0 ƒ, (HCl) \u003d -91,8 kJ / mol, to pomeni, da je v tvorbi ene molitve HCl iz preprostih snovi, 91,8 kJ toplote razlikuje, ki ustreza termokemijski enačbi:
½Cl 2 + ½ H 2 \u003d HCl, H 0 ƒ \u003d 91,8 kJ.
To je razvidno iz enačbe, da se 0,5 mol H 2 porabi za pridobitev 1 mol 2, i.e. 0,5 · 22.4 l \u003d 11.2 l. Pripravljamo delež:
11,2 l 91,8 kJ
5.6 l xx \u003d 45,19 kJ.
Odgovor: 45.19 KJ toplota bo dodeljena.
Primer 7.Določite Enthalpy iz tvorbe oksida (III) oksida, ki temelji na treh termokemičnih enačbah (ne uporabljajte referenc):
FE 2 O 3 + 3CO \u003d 2FE + 3CO 2, N 0 1 \u003d 26,5 kJ;
C (grafit) + ½02 \u003d CO, n 0 2 \u003d 10,4 kJ;
CO 2 \u003d C (grafit) + O 2, N 0 3 \u003d + 393,3 kJ.
Sklep:Napišemo enačbo, toplotni učinek, katerega morate določiti:
4FE + 3O 2 \u003d 2FE 2 O 3; n 0 4 \u003d 2x kJ.
Da bi pridobili četrto štiri enačbe iz prvih treh enačb, se enačba 1) pomnoži z (2), enačbe 2) in 3) - na (6) in fold:
1) 4FE + 6CO 2 \u003d 2FE 2 O 3 + 6CO, N 0 1 \u003d 2 · (+26.5) kJ;
2) 6C \u003d 6c (grafit) + 3O 2, N 0 2 \u003d 6 · (+110.4) KJ;
3) 6c (grafit) + 6O 2 \u003d 6CO 2, N 0 3 \u003d 6 · (393.3) kJ;
N 0 4 \u003d 2N 0 1 + 6N 0 2 + 6N 0 3 \u003d +53 + 662,42359,8 \u003d 1644,4 kJ.
Zato je 0 ƒ (Fe 2 o 3) \u003d 822.2 kJ / mol.
Uvod
Termični učinki kemijskih reakcij so potrebni za številne tehnične izračune. V številnih industrijah, kot tudi v vojaškem razvoju, najdejo obsežno uporabo.
Namen tega tečaja je preučiti praktično uporabo toplotnega učinka. Razmislili bomo o nekaterih možnostih za njegovo uporabo in ugotovili, kako pomembna je uporaba toplotnih učinkov kemijskih reakcij pri razvoju sodobnih tehnologij.
Toplotni učinek kemične reakcije
Vsaka snov se zaveda določene količine energije. S to lastnostjo snovi se že soočamo z zajtrkom, kosilom ali večerjo, saj živila omogočajo našemu telesu, da uporabi energijo široke palete kemičnih spojin, ki jih vsebuje hrana. V telesu se ta energija preoblikuje v gibanje, delo, gre za ohranjanje konstantne (in precej visoke!) Temperatura telesa.
Eden od najbolj znanih znanstvenikov, ki delajo na področju termokemije, je BERTLO. Burtlo - profesor na kemiji najvišje farmacevtske šole v Parizu (1859). Minister za razsvetljenje in zunanje zadeve.
Od leta 1865 je BERTLLO aktivno ukvarjal s termokemijo, ki je izvedel obsežne kalorimetrične študije, ki je vodila zlasti v smislu izuma "kalorimetrične bombe" (1881); Spada v koncept "eksotermnih" in "endotermičnih" reakcij. Bertlo je pridobil obsežne podatke o toplotnih učinkih velikega števila reakcij, toplote razgradnje in oblikovanje številnih snovi.
Berthlo je raziskal učinek eksplozivov: temperatura eksplozije, stopnja zgorevanja in razmnoževanje eksplozivnega vala itd.
Energija kemijskih spojin se osredotoča predvsem na kemijske vezi. Če želite uničiti povezavo med dvema atomama, je treba porabiti energijo. Ko se oblikuje kemijska povezava, se energija dodeli.
Vsaka kemijska reakcija je lomljenje nekaterih kemijskih vezi in oblikovanje drugih.
Ko se zaradi kemijske reakcije energije sproščajo med oblikovanjem novih obveznic, kot je bilo potrebno uničiti "stare" obveznice v izvornih snoveh, se presežek energije sprosti kot toplota. Primer je reakcija zgorevanja. Na primer, zemeljski plin (metan CH 4) gori v zračnem kisiku, ki označuje veliko količino toplote (sl. 1a). Takšne reakcije so eksotermne.
Reakcije, ki tečejo s sproščanjem toplote, kažejo pozitiven toplotni učinek (Q\u003e 0, DH<0) и называются экзотермическими.
V drugih primerih uničenje obveznic v izhodnih materialih zahteva energijo, več, kot je mogoče izolirati med oblikovanjem novih povezav. Takšne reakcije se pojavijo le, če je energija velika od zunaj in se imenuje endotermična.
Reakcije, ki prihajajo z absorpcijo toplote iz okolja (Q<0, DH>0), t.e. Z negativnim toplotnim učinkom, endotermičnim.
Primer je tvorba ogljikovega oksida (II) CO in vodik H 2 iz premoga in vode, ki se pojavi le pri segretem (sl. 1b).
Sl. 1a, b. Slika kemijskih reakcij z uporabo modelov molekul: a) eksotermna reakcija, b) endotermna reakcija. Modeli so jasno prikazani, kako so stare in nove kemijske obveznice uničene z nespremenjenim številom atomov med njimi.
Tako je vsaka kemijska reakcija opremljena z izločanjem ali absorpcijo energije. Najpogosteje se energija sprosti ali absorbira v obliki toplote (manj pogosto - v obliki svetlobe ali mehanske energije). To toploto lahko izmerimo. Rezultat merjenja je izražen v kilodzhoules (KJ) za en molitveni reagent ali (manj pogosto) za molitev reakcijskega produkta. Takšna vrednost se imenuje toplotni učinek reakcije.
Termični učinek je količina toplote, dodeljene ali absorbira s kemičnim sistemom, ko se kemijska reakcija teče v njega.
Toplotni učinek označuje znake q ali dh (q \u003d -dh). Njegova vrednost ustreza razliki med energijami začetnih in končnih držav reakcije:
Dh \u003d Huk. \u003d Ekon.- EIR.
Ikone (g), (g) označujejo plinasto in tekoče stanje snovi. Oznake (TV) ali (k) - trdna, kristalna snov, (vodna) - raztopljena v vodni snovi itd.
Oznaka skupnega stanja snovi je bistvena. Na primer, v reakciji izgorevanja vodika se voda na začetku oblikuje v obliki para (plinasto stanje), med kondenzacijo, od katerih je lahko določena količina energije. Zato bo za oblikovanje vode v obliki tekočine, izmerjeni toplotni učinek reakcije nekoliko večji kot pri oblikovanju samo pare, saj je še vedno del toplote med kondenzacijo pare.
Uporablja se tudi poseben primer toplotnega učinka reakcije - toplota zgorevanja. Iz samega imena je razvidno, da toplota zgorevanja služi za označevanje snovi, ki se uporablja kot gorivo. Toplota izgorevanja se nanaša na 1 kup snovi za gorivo (redukcijsko sredstvo v oksidacijski reakciji), na primer:
|
acetilen |
zgorevanje toplote Acetilene. |
Energija (e) shranjena v molekulah se lahko preloži na energetsko lestvico. V tem primeru se lahko toplotni učinek reakcije ( E) prikaže grafično (sl. 2).
Sl. 2. Grafična podoba toplotnega učinka (Q \u003d E): a) Eksotermna reakcija izgorevanja vodika; b) endotermna reakcija razgradnje vode pod delovanjem električnega toka. Koordinata reakcije (horizontalna os grafa) se lahko šteje, na primer, kot stopnjo pretvorbe snovi (100% - popolna pretvorba izvornih snovi).
Enačbe kemijskih reakcij
Enačbe kemijskih reakcij, pri katerih se, skupaj z reagenti in izdelki, posneto in toplotni učinek reakcije imenujejo termokemične enačbe.
Posebnost termokemičnih enačb je, da lahko pri delu z njimi prenesete formule snovi in \u200b\u200bobseg toplotnih učinkov iz enega dela enačbe na drugo. Z običajnimi enačbami kemičnih reakcij, ni mogoče delovati praviloma.
Dovoljena je tudi moški dodatek in odštevanje termokemičnih enačb. To se zgodi, da se določi toplotne učinke reakcij, ki so težke ali jih ni mogoče izmeriti v izkušnjah.
Dajmo zgled. V laboratoriju je zelo težko izvajati "v Čista oblika"Reakcija proizvodnje metana CH4 z neposredno ogljikovo spojino z vodikom: \\ t
C + 2H2 \u003d SH 4
Vendar se lahko veliko naučite o tej reakciji s pomočjo izračunov. Na primer, ugotoviti, ta reakcija bo exo- ali endotermic, in celo kvantitativno izračunajo velikost toplotnega učinka.
Znane so termične učinke reakcij izgorevanja metana, ogljika in vodika (te reakcije so enostavne):
a) SH 4 (g) + 2o2 (g) \u003d C02 (g) + 2H20 (g) + 890 kJ
b) c (TV) + O 2 (g) \u003d CO 2 (g) + 394 kJ
c) 2h 2 (g) + O 2 (g) \u003d 2h 2 O (g) + 572 kj
Oddajanje zadnjih dveh enačb (b) in (b) iz enačbe (a). Levi deli enačb se odštejejo od leve, desno - od desne. Hkrati se bodo zmanjšale vse O 2 molekule, CO 2 in H 2 O.: Pridobimo:
SH4 (g) - C (TV) - 2H2 (g) \u003d (890 - 394 - 572) KJ \u003d -76 kJ
Ta enačba je videti nekoliko nenavadna. Pomnožite oba dela enačbe na (-1) in prenesite CH 4 na desno stran z nasprotnim znakom. Dobimo enačbo tvorbe metana iz premoga in vodika, ki jo potrebujemo:
C (TV) + 2H2 (g) \u003d CH4 (g) + 76 kJ / mol
Zato so naši izračuni pokazali, da je toplotni učinek nastajanja metana iz ogljika in vodika 76 KJ (na mol metana), ta proces pa mora biti eksotermna (energija v tej reakciji se sprosti).
Pomembno je, da se opozorimo na dejstvo, da se lahko samo snovi, ki so v enakih agregatnih državah, izrečejo in razrežejo v termokemične enačbe v termokemičnih enačbah, sicer se bomo zmotili, da bi določili toplotni učinek na vročino prehoda eno agregatno stanje na drugo.
Osnovni zakoni termokemije
Odsek kemije, ki se ukvarja s preučevanjem pretvorbe energije v kemijskih reakcijah, se imenuje termokemija.
Obstajata dva najpomembnejša zakona termokemije. Prvi od njih, zakon Lavoisa Laplace, je oblikovan na naslednji način:
Toplotni učinek neposredne reakcije je vedno enak toplotnemu učinku povratne reakcije z nasprotnim znakom.
To pomeni, da se tvorba katere koli spojine sprosti (absorbira) toliko energije, kot absorbira (sproščena) med njenim razpadom na začetnih materialov. Na primer:
2h 2 (g) + o 2 (g) \u003d 2H20 (g) + 572 kJ (gori na vodik v kisiku)
2 H 2 O (g) + 572 kJ \u003d 2H2 (g) + O 2 (g) (širitev električnega udara)
Lavoisier Laplace Law je posledica prava ohranjanja energije.
Drugi zakon termokemije je bil oblikovan leta 1840, ruski akademik I. Hesssom:
Toplotni učinek reakcije je odvisen samo na začetnem in končnem stanju snovi in \u200b\u200bni odvisen od vmesnih faz postopka.
To pomeni, da bo splošni toplotni učinek vrste zaporednih reakcij enak kot pri vseh drugih serijah reakcij, če na začetku in na koncu teh vrstic iste vire in končne snovi. Ti dve glavni zakonodaji termokemije termokemične enačbe do podobnosti z matematično, ko se člani reakcij lahko prenesejo iz enega dela v drugega, da se ponovno oceni, odšteje in zmanjša formule kemičnih spojin. Hkrati je treba upoštevati koeficiente v reakcijskih enačbah in ne pozabite, da bi morale biti snovi odšteti ali zmanjšane moljce v istem agregatnem stanju.
Uporaba toplotnega učinka v praksi
Termični učinki kemijskih reakcij so potrebni za številne tehnične izračune. Na primer, upoštevajte močno rusko raketno "energijo", ki je sposobna prinašati vesoljske ladje in druge koristne obremenitve v orbito. Motorji Eden od njegovih korakov deluje na utekočinjenih plinov - vodik in kisik.
Recimo, da vemo, da delo (v CJ), ki bo morala porabiti dostavo rakete s tovorom od tal do orbiti, je znano tudi, da premagajo zračno odpornost in druge stroške energije med letom. Kako izračunati zahtevano oskrbo vodika in kisika, ki (v utekočinjenem stanju) se uporablja v tej raketi kot gorivo in oksidacijsko sredstvo?
Brez pomoči toplotnega učinka reakcije nastajanja vode iz vodika in kisika je težko otežiti. Konec koncev, toplotni učinek je, da je najbolj energija, ki mora umakniti raketo v orbiti. V zgorevalnih komorah rakete se ta toplota spremeni v kinetično energijo odpiranja plinskih molekul (pare), ki izbruhne iz šob in ustvari reaktivni oprijem.
V kemični industriji so potrebni toplotni učinki za izračun količine toplote za ogrevanje reaktorjev, v katerih prihajajo endotermne reakcije. V energetskem sektorju s pomočjo toplote izgorevanja goriva se izračuna proizvodnja toplotne energije.
Zdravniki Nutricionisti uporabljajo toplotne oksidacijske učinke Živila V telesu, da sestavi pravilno prehransko prehrano ne samo za bolnike, ampak tudi za zdrave ljudi - športniki, delavci različnih poklicev. Po tradiciji, ne Jouley, ampak druge energetske enote - kalorije (1 Cal \u003d 4,1868 J). Energetska vsebnost hrane se nanaša na vsako maso živilskih proizvodov: do 1 g, do 100 g ali celo standardne embalaže izdelka. Na primer, na etiketi kozarca s kondenziranim mlekom, lahko preberete ta napis: "Vsebnost kalorij v višini 320 kcal / 100 g".
Toplotni učinek se izračuna pri pridobivanju monometilinalina, ki se nanaša na razred substituiranih aromatskih aminov. Glavno področje uporabe monometilanilina je anti-knock aditiv za bencin. Možno je uporabiti monometilanilin pri proizvodnji barvil. Blago Monometilanilin (N-metiliniln) je dodeljen iz katalizatorja s periodičnim ali stalnim popravkam. Termični učinek reakcije ΔH \u003d -14 ± 5 \u200b\u200bkJ / mol.
Toplotni premazi
Razvoj tehnik visoke temperature povzroča, da je treba ustvariti zlasti toplotno odporne materiale. To nalogo je mogoče rešiti z uporabo ognjevzdržnih in toplotno odporne kovine. Intermetalne prevleke privabljajo vse več pozornosti, saj imajo veliko dragocenih lastnosti: odpornost na oksidacijo, agresivne topile, toplotno odporno itd. Interesov je znaten eksotermnost tvorbe teh spojin iz sestavnih delov njihovih elementov. Obstajata dva načina za uporabo eksotermialnosti reakcije nastanka intermetalne. Prvi je pridobivanje kompozitnih, dvoslojnih praškov. Pri segrevanju komponente praška pridejo v interakcijo, toplota ekspotermične reakcije pa kompenzira hlajenje delcev, ki dosega zaščiteno površino v popolnoma staljenem stanju in tvori nizko stran, ki je trdno ukrivljena s podlago premaza. Druga izvedba je lahko uporaba mehanske mešanice praškov. Z zadostnim ogrevanjem delcev vstopajo v prevleko v plast. Če je toplotni učinek pomemben, lahko privede do samo-sajenja premaznega sloja, tvorba vmesnega difuzijskega sloja, ki poveča natezno trdnost, ki proizvaja gosto, nizko živahno prevleko. To so izbira kompozicije, ki tvori intermetalni premaz z velikim toplotnim učinkom in ima številne dragocene lastnosti - korozijska odpornost, zadostna odpornost na toplotno odpornost in odpornost na obrabo, privablja pozornost nikelj aluminidov, zlasti Nial in NI 3 AL. Oblikovanje Nial spremlja največji toplotni učinek.
Termokemijska metoda zdravljenja diamantov
"Termokemična" metoda je bila pridobljena zaradi dejstva, da teče pri povišanih temperaturah, in temelji na uporabi kemijskih lastnosti diamanta. Metoda se izvede na naslednji način: Diamant se pripelje v stik s kovino, ki je sposobna raztaliti ogljik sama po sebi, in da se postopek raztapljanja ali zdravljenja neprekinjeno izvaja v ozračju plina, ki sodeluje z ogljikom raztopimo v kovini, vendar ne reagiramo neposredno na diamant. V procesu je obseg toplotnega učinka visoko vrednost.
Za določitev optimalnih pogojev za termokemično zdravljenje diamanta in prepoznavanje možnosti metode, je bilo treba preučiti mehanizme nekaterih kemičnih procesov, ki, kot je bila analiza literature pokazala, ni raziskala. Bolj posebna študija termokemične obdelave diamanta, ki je preprečena, predvsem, nezadostno znanje o lastnostih samega diamanta. Se bojijo, da bi ga pokvarili. Študije o termični stabilnosti diamanta so bile izvedene le v zadnjih desetletjih. Ugotovljeno je bilo, da se diamanti, ki ne vsebujejo vključkov v nevtralnem atmosferi ali v vakuumu, ne morejo oškodovati brez škode za njih do 1850 "C" in samo zgoraj.
Almaz je najboljši material za rezilo zaradi edinstvene trdote, elastičnosti in nizkega trenja na bioloških tkivih. Diamond Noži upravljajo operacije, zmanjšuje 2-3-kratni roki za zdravljenje kosov. Glede na mikroburzemeljska mikroport istk oči, nožev, ostrih s termokemijskim načinom, niso le ne le slabše, ampak tudi presegajo najboljše tuje vzorce. Na tisoče operacij je bilo že opravljenih termokemično ostrenje nožev. Diamantni noži različnih konfiguracij in velikosti se lahko uporabljajo na drugih področjih medicine, biologije. Torej, za proizvodnjo drog v elektronski mikroskopiji uporabljajo mikrotome. Visoka ločljivost elektronskega mikroskopa je posebne zahteve za debelino in kakovost rezanja zdravil. Diamond Microtomi, ki jih ostrimo s termokemično metodo, vam omogočajo, da naredite dele želene kakovosti.
Tehnolesne surovine za proizvodnjo cementa
Nadaljnja okrepitev proizvodnje cementa vključuje široko uvedbo tehnologij za varčevanje z energijo in virov z uporabo odpadkov različnih industrij.
Pri predelavi skarn-magnetitnih rud se razlikujejo repi suhega magnetnega ločevanja (SMS), ki so poljski materiali z velikostjo zrn do 25 mm. SMS repi imajo dokaj stabilno kemično sestavo, WT.%:
SIO 2 40 ... 45,
Al 2 O 3 10 ... 12,
Fe 2 O 3 15 ... 17,
CAO 12 ... 13,
MVO 5 ... 6,
Dokazana je možnost uporabe SMS repov v proizvodnji Portland Cement Clinker. Pridobljene cemente so značilne za visoke kazalnike moči.
Termični učinek tvorbe klinkerja (TEK) je definiran kot algebraična količina toplote endotermičnih procesov (dekarbonizacija apnenca, dehidracija glinenih mineralov, tvorba tekoče faze) in eksotermnih reakcij (oksidacija pirita, ki jo uvajajo SMS rep faze klinkerja).
Glavne prednosti uporabe obogatitve ventilatorja-magnetitnih rud v proizvodnji cementa so:
Širitev surovine baze zaradi tehnogenega vira;
Prihranek naravnih surovin ob ohranjanju kakovosti cementa;
Zmanjšanje stroškov goriva in energije za žganje klinkerja;
Možnost proizvodnje nizkoenergijskih klinkerjev;
Reševanje okoljskih problemov zaradi racionalnega odstranjevanja odpadkov in zmanjšanje emisij plina v ozračje med pečenjem klinkerja.
Biosensors.
Bosenzorji so senzorji, ki temeljijo na imobiliziranih encimih. Dovolite, da hitro in kvalitativno analizirate kompleksne, večkomponentne mešanice snovi. Ugotovljeno je, da je trenutno vedno bolj uporaba v številnih panogah v znanosti, industriji, kmetijstvu in zdravstvu. Osnova za ustvarjanje avtomatskih sistemov za encimske analize so bile najnovejše dosežke na področju encimološke in inženirske encimologije. Enotne lastnosti encimov so specifičnost specifičnosti in visoka katalitska dejavnost - prispeva k enostavnosti in visoki občutljivosti te analitične metode, veliko število znanih in preučenih encimov pa lahko nenehno razširi seznam analiziranih snovi.
Encimski mikrokalorimetrski senzorji - Uporabite toplotni učinek encimske reakcije. Sestoji iz dveh stolpcev (merjenja in krmiljenja), napolnjenega z nosilcem z imobiliziranim encimom in opremljena s termistorji. Ko analizirani vzorec prehaja skozi merilni kolon, se pojavi kemijska reakcija, ki jo spremlja posneti toplotni učinek. Ta vrsta senzorjev je zanimiva za njeno vsestranskost.
Zaključek
Torej, ko je analizirala praktično uporabo toplotnega učinka kemijskih reakcij, se lahko zaključi: Termični učinek je tesno povezan z našim vsakdanjem življenju, je podvržen stalni študiji in najde vse nove aplikacije v praksi.
V okviru razvoja sodobnih tehnologij je topel učinek našla svojo uporabo v različnih panogah. Kemična, vojaška, gradnja, hrana, rudarstvo in številne druge industrije uporabljajo toplotni učinek pri njihovem razvoju. Uporablja se v motorjih z notranjim zgorevanjem, hladilnih naprav in v različnih napravah peči, kot tudi pri proizvodnji kirurških instrumentov, toplotno odporne prevleke, nove vrste gradbenih materialov in tako naprej.
V sodobnih pogojih nenehno razvija znanosti, vidimo nastanek vedno več novih dogodkov in odkritij na področju proizvodnje. To pomeni vsa nova in nova področja uporabe toplotnega učinka kemijskih reakcij.
Črna E. A.
Bibliografija
Musabekov Yu. S., Marsen Berrtlo, M., 1965; Centenaire de Marcelin Berthelot, 1827-1927, P., 1929.
Patent 852586 Ruska federacija. MKI pri 28 D 5/00. Metoda dimaljivega usposabljanja diamona /a.p.grigoryev, s.kh.lifshits, p.p.shamaev (Ruska federacija). - 2 str.
