Теплота реакції. Закон Гесса

Розрив і утворення хімічних зв’язків в ході реакції супроводжується зміною енергії системи. Різниця в енергіях зв’язків у продуктах реакції і вихідних речовинах становить енергію хімічної реакції, в тому числі її теплоту.
Нерідко поняття “теплота реакції” і “енергія реакції” використовуються як тотожні, хоча вони мають різний зміст. Теплота – один з видів енергії. При хімічної реакції може відбуватися виділення (поглинання) енергії і в інших видах (електрична, механічна, світлова енергія).
Теплота (тепловий ефект) реакції – це кількість теплової енергії, що виділилася або поглинене системою в результаті протікають в ній хімічних перетворень.
Тепловий ефект позначається символами Q або ΔH (Q = -ΔH). Реакції, що з виділенням теплоти (Q> 0; ΔH <0), відносяться до екзотермічним, а з її поглинанням (Q <0; ΔH> 0) – до ендотермічним. Рівняння реакції із зазначенням її теплового ефекту називається термохимическим. Наприклад:

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + Q
Якщо теплоту реакції віднести до 1 моль певної речовини, то в термохімічної рівнянні деякі стехіометричні коефіцієнти можуть бути дробовими. Наприклад:

C6H6 (ж) + 7,5O2 6CO2 (г) + 3H2O + 3301,6 кДж / моль
На теплоту утворення речовин впливає їх агрегатний і фазовий. Тому в термохімічних рівняннях прийнято вказувати цей стан (г – газ, ж – рідина, т – тверда речовина, до – кристалічна фаза).
В основі термохімічних розрахунків лежить закон сталості кількості теплоти, відкритий російським хіміком Г.І. Гессом в 1840 р

Тепловий ефект реакції залежить тільки від початкового і кінцевого станів реагуючих речовин і не залежить від шляху реакції (тобто від числа стадій і проміжних станів).
Цей закон є наслідком загального закону збереження енергії. Відповідно до закону Гесса, теплота хімічної реакції дорівнює різниці між сумою теплот утворення продуктів реакції та сумою теплот утворення вихідних речовин:

Qреакціі = ΣQобр. (Продуктів) – ΣQобр. (Ісх.веществ)
де Qобр. – Теплота освіти 1 моль сполуки з простих речовин в стандартних умовах (Т = 298 К, ​​p = 101,3 кПа).
Величину Qобр. = -ΔHoобр. називають стандартної молярної теплотою (ентальпією) утворення речовини.
Стандартні теплоти утворення простих речовин в найбільш стійкій модифікації (О2, Н2, Сграфіт тощо) прийняті рівними нулю.
Закон Гесса дозволяє розрахувати теплові ефекти будь-яких проміжних (в тому числі, гіпотетичних) стадій на шляху перетворення реагенту в продукт реакції.

Посилання на основну публікацію