Презентация на тему: СТАНДАРТНАЯ ЭНТАЛЬПИЯ ИСПАРЕНИЯ

Термохимия Типы энтальпии Теплоемкость Закон Кирхгофа Закон Гесса

Термохимия Термохимия - это раздел термодинамики. Термохимия изучает тепловые эффекты химических реакций. Реакционный сосуд и его содержание образуют термодинамическую систему. Химическая реакция, которая протекает в системе, приводит к обмену энергией между системой и окружающей средой.

Типы процессов Процессы: Экзотермические Эндотермические Изотермические Что происходит с энтальпией в экзотермических, эндотермических и изотермических процессах?

Изменение энтальпии в экзотермических и эндотермических процессах Выделение теплоты приводит к уменьшению энтальпии системы (при Р = const). Поэтому для экзотермического процесса: ΔH < 0. Поглощение теплоты приводит к увеличению энтальпии системы (при Р = const). Поэтому для эндотермического процесса: ΔH > 0.

Измерение теплоты химической реакции H = U + PV Если для реакции известно ΔU или ΔH то можно предсказать сколько теплоты выделяется или поглощается в реакции.

Стандартная энтальпия и стандартное состояние Стандартное изменение энтальпии, ΔH°, - это изменение энтальпии для процесса, в котором исходные вещества и продукты находятся в стандартном состоянии. Стандартное состояние вещества при определенной температуре - это его состояние при стандартном давлении. (1 aтм, или1.01325 . 105 Пa).

Энтальпия физических превращений Стандартная энтальпия образования вещества ΔfH° - это стандартная энтальпия химической реакции образования вещества из элементов. Стандартная энтальпия сгорания вещества ΔcH° - это стандартная энтальпия полного окисления органического вещества до CO2 и H2O.

Энтальпия физических превращений Стандартная энтальпия фазового перехода ΔtrsH° – это изменение стандартной энтальпии при изменении физического состояния вещества. Примеры изменения физического состояния вещества: испарение конденсация плавление кристаллизация возгонка сублимация

Энтальпия физических превращений Стандартная энтальпия испарения, ΔvapH°, это изменение энтальпии при испарении 1 моль чистой жидкости при 1 атм Пример : H2O(ж) → H2O(г) + ΔvapH° ΔvapH°(373 K) = +40.66 kДж/моль Стандартная энтальпия плавления ΔfusH°, это изменение энтальпии при переходе 1 моль твердого вещества в жидкость. Пример: H2O(тв) → H2O(ж) + ΔfusH° ΔfusH°(273 K) = +6.01 kДж/моль

Стандартная энтальпия возгонки H2O(тв) → H2O(г) + ΔsubH° Два этапа: H2O(тв) → H2O(ж) + ΔfusH° H2O(ж) → H2O(г) + ΔvapH° ΔsubH° = ΔfusH° + ΔvapH°

Энтальпия прямого и обратного процесса Энтальпия – это функция состояния ΔH° (A B) = -ΔH° (B A) Пример: Энтальпия испарения воды равна +44kДж/моль. Чему равна энтальпия конденсации воды?

Типы энтальпии

Энтальпия химической реакции (Тепловой эффект )

Энтальпия химической реакции Расчет энтальпии химической реакции с использованием стандартных энтальпий образования веществ: Пример : CH4(г) + 2O2(г) → CO2(г) + 2H2O(ж) + ΔrH° ΔrH = – 890 kДж/моль

Энтальпия химической реакции Расчет энтальпии химической реакции с использованием стандартных энтальпий сгорания веществ: Пример : C6H12O6(тв) + 6O2(г) = 6CO2(г)+ 6H2O(ж) ΔrH = -2808 kДж/моль

Закон Гесса Теловой эффект химической реакции можно определить если известны энтальпии других реакций, из которых можно получить суммарную реакцию. Закон Гесса: Стандартная энтальпия реакции может быть определена как сумма стандартных энтальпий реакций, из которых можно получить данную реакцию. Термодинамическая основа закона Гесса – это независимость пути получения энтальпии реакции.

Применение закона Гесса

Метод термохимических схем

Применение закона Гесса

Теплоемкость Внутренняя энергия вещества возрастает если температура повышается. (Кривая на графике характеризует теплоемкость). Производная поглощенной теплоты , отнесенная к температуре называется теплоемкостью.

Молярная и удельная теплоемкость Удельная теплоемкость вещества – это теплоемкость, отнесенная к массе вещества Молярная теплоемкость при постоянном объеме, CV,m, - теплоемкость одного моля вещества. Теплоемкость является экстенсивным термодинамическим параметром. Но: молярная теплоемкость при постоянном объеме является интенсивным параметром. (все молярные величины являются интенсивными).

Резюме

Зависимость теплоемкости от температуры В общем случае эмпирическая зависимость теплоемкости от температуры выражается полиномом:

Определение dU и dH Теплоемкость при постоянном объеме используется для расчета изменения внутренней энергии при изменении температуры при постоянном объеме: dU = CV dT Теплоемкость при постоянном давлении используется для расчета изменения энтальпии при изменении температуры при постоянном давлении: dH = Cp dT

Зависимость энтальпии от температуры

Зависимость энтальпии от температуры

Закон Кирхгофа для химической реакции Зависимость энтальпии химической реакции от температуры выражается законом Кирхгофа. Для химической реакции: Это выражение применяется для каждого вещества в реакции:

Закон Кирхгофа для химической реакции Уравнение Кирхгофа можно записать для зависимости внутренней энергии химической реакции от температуры Для химической реакции:

Закон Кирхгофа для химической реакции

Энтальпия фазового перехода

Важные соотношения в термохимии

Энтальпия образования ионов в растворе Тепловой эффект образования химического соединения в растворе, диссоциирующего на ионы, определяется по энтальпиям образования ионов в растворе. Пример: Теплота образования иона SO42- равна энтальпии реакции: S(тв) + 2O2(г) + H2O(ж) + 2e = SO42-(aq) Теплота образования вещества в растворе равна сумме теплоты образования и теплоты растворения.

Теплота растворения Теплота растворения зависит от концентрации химического соединения в растворе. Теплота, которая поглощается или выделяется при образовании раствора определенной концентрации (моляльности) – интегральная теплота растворения. Теплота растворения зависит от: Теплоты разрушения кристаллической решетки Теплоты сольватации

Моляльность Моляльность – способ выражения концентрации раствора. Моляльность показывает количество молей растворенного вещества в 1000 г растворителя.

Зависимость интегральной теплоты растворения от моляльности раствора

Интегральная теплота растворения ∆Н0 – первая интегральная теплота растворения. Это тепловой эффект при растворении 1 моль вещества в бесконечно большом объеме растворителя. ∆Нs – полная интегральная теплота растворения. Это теплота растворения 1 моль вещества в таком объеме растворителя, чтобы образовался насыщенный раствор.

Тепловой эффект при разведении раствора Прибавление воды к раствору сопровождается теплотой разведения.

Промежуточная теплота разведения Промежуточная теплота разведения – это тепловой эффект разбавления раствора, содержащего 1 моль вещества от концентрации m2 до меньшей концентрации m1.

Промежуточная теплота раcтворения Промежуточная теплота раcтворения – это тепловой эффект, который получается при концентрировании раствора от концентрации m1 до большей концентрации m2.