Розвиток періодичного закону д. І. Менделєєва і будова атома

HCl (г)-92,3ZnSO4 (к)-1065

Al2(SO4)3 (к)-3434

Величина теплового ефекту залежить від природи вихідних речовин і продуктів реакції, від їх агрегатного стану, а також від температури і тиску.

Оскільки більшість хімічних реакцій проводять за сталого тиску, основну увагу ми приділятимемо ізобарним процесам.

Для визначення теплових ефектів застосовують прилади калориметри.

В основі термохімічних розрахунків лежить закон, відкритий російським ученим Г. І. Гессом у 1840 р. Цей закон формулюється так: тепловий ефект реакції залежить тільки від початкового та кінцевого станів вихідних речовин та продуктів реакції і не залежить від проміжних стадій прогресу. Цей закон іноді називають другим законом термохімії. Закон Гесса справедливий лише за умови сталого тиску або об'єму.

Закон Гесса дає змогу обчислювати теплові ефекти в тих випадках, коли їх неможливо виміряти безпосередньо. Покажемо це на прикладі добування оксиду карбону(ІІ) з графіту. Виміряти тепловий ефект реакції утворення оксиду карбону(П) з графіту і кисню дуже важко, оскільки під час згоряння графіту утворюється суміш СО + СО2 (у разі недостатньої кількості кисню). Теплоту утворення СО можна обчислити, знаючи теплоту (ентальпію) згоряння (-283,0 кДж/моль) і теплоту (ентальпію) утворення оксиду карбону(ІV) (-393,5 кДж/моль).

Термохімічне рівняння згоряння графіту

С (графіт) + О2 (г) = СО2 (г), = -393,5 кДж

можна записати у дві стадії:

С (графіт) + ½О2 (г) = СО (г), = х кДж;

СО (г) + ½O2 (г) = СО2 (г), =-283,0 кДж.

Записавши термохімічні рівняння, що відповідають цим стадіям дістанемо сумарне рівняння:

С (графіт) + О2 (г) = СO2 (г), = (х + 283,0) кДж.

Тепловий ефект сумарної реакції (згідно з законом Гесса) дорівнює тепловому ефекту реакції безпосереднього згоряння графіту, тобто

(х + 283,0) кДж = 393,5 кДж, звідки х = 110,5 кДж.

Отже, термохімічне рівняння утворення оксиду карбону(ІІ) можна записати так:

С (графіт) + ½О2 (г) = СО (г), = - 110,5 кДж.

Із закону Гесса, який є одним із висновків закону збереження енергії, випливає два важливих наслідки: 1) стандартний тепловий ефект реакції дорівнює сумі стандартних теплот утворення продуктів реакції з відніманням суми стандартних теплот утворення вихідних речовин; 2) стандартний тепловий ефект реакції дорівнює сумі стандартних теплот згоряння вихідних речовин з відніманням суми стандартних теплот згоряння продуктів реакції. Перший наслідок має загальне значення, другий важливий для органічних сполук.

Так, для реакції взаємодії газоподібного SО3 і кристалічного А12О3

А12O3 (к) + 3SO3(г) = А12(SO4)3 (к)