Розвиток періодичного закону д. І. Менделєєва і будова атома

Теплові ефекти можна зазначати поряд з рівняннями хімічних реакцій. Рівняння, біля яких зазначено тепловий ефект, називають термохімічними. Величину теплового ефекту записують справа від рівняння із знаком «мінус», якщо реакція екзотермічна, і зі знаком «плюс» — якщо ендотермічна.

Кількість теплоти, що виділяється або поглинається під час утворення одного моля хімічної сполуки з простих речовин, називається теплотою (ентальпією) утворення даної сполуки. Так, теплота утворення води дорівнює -285,8 кДж/моль; це означає, що в процесі утворення 18 г рідкої води з 2 г водню і 16 г кисню виділяється 285,8 кДж енергії у вигляді теплоти.

А.Л. Лавуазьє і П.С. Лаплас довели, що теплота розкладання даної сполуки чисельно дорівнює теплоті її утворення, але має протилежний знак — це перший закон термохімії. З цього закону випливає, що чим більше теплоти виділяється під час утворення тієї чи іншої сполуки, тим більше теплоти слід затратити на її розкладання.

Слід розрізняти поняття «стандартні умови», що включає стандартну температуру (25 °С) і тиск (101 кПа), і «стандартний стан речовини» — за тиску 101 кПа і будь-якої сталої температури.

Визначені для речовин, що перебувають у стандартному стані, стандартні значення ентальпії та інших термодинамічних величин позначають відповідним символом з індексом зверху H°, а індексом знизу символа зазначають температуру, за якої вони визначені. Наприклад, зміна ентальпії визначена за температури 298 К, зміна ентальпії — за температури 1000 К.

Стандартна ентальпія утворення речовини — це зміна ентальпії в процесі утворення даної речовини, що перебуває в стандартному стані з термодинамічне стабільних форм простих речовин, що також перебувають у стандартних станах. Стандартні теплоти утворення відомі для багатьох речовин, вони зведені в таблиці (табл. 1).Теплоти утворення простих речовин, стійких за стандартних умов (графіт, ромбічна сірка, кристалічний йод тощо), приймають такими, що дорівнюють нулю. В термохімічних рівняннях зазначають стан речовини: (к) — кристалічний, (р) — рідкий, (г) — газоподібний. Термохімічне рівняння реакції утворення води в рідкому стані можна записати так:

-285,8 кДж.

Теплота утворення водяної пари становить - 241,8 кДж/моль; відповідне термохімічне рівняння має вигляд:

-241,8 кДж.

Різниця між теплотами утворення води в рідкому (-285,8 кДж/моль) і пароподібному стані (-241,8 кДж/моль) є теплотою випаровування 18 г (1 моль) води за температури 25 °С.

Теплота утворення оксиду нітрогену(ІІ) дорівнює +90,25 кДж/моль, тому відповідне термохімічне рівняння матиме вигляд:

90,25 кДж.

Це означає, що під час утворення 1 моль газоподібного оксиду нітрогену (ІІ) з 0,5 моль газоподібного азоту і 0,5 моль газоподібного кисню поглинається 90,25 кДж теплоти.

Важливою характеристикою речовин, що застосовуються як паливо, є їхня питома теплота згоряння, яку теж прийнято визначати відносно 1 моль речовини. З термохімічного рівняння

-1300 кДж

видно, що теплота згоряння одного моля ацетилену дорівнює 1300 кДж.

Таблиця 1. Стандартні ентальпії утворення деяких речовин і йонів