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Die Hitze der Erziehung ist was?

Lassen Sie uns darüber reden, was die Hitze der Bildung ausmacht, und definieren auch die Bedingungen, die als Standard bezeichnet werden. Um dieses Problem zu verstehen, werden wir die Unterschiede zwischen einfachen und komplexen Substanzen klären. Um das Konzept der "Hitze der Bildung" zu konsolidieren, werden wir spezifische chemische Gleichungen berücksichtigen.

Die Standardenthalpie der Bildung von Substanzen

Bei der Wechselwirkung von Kohlenstoff mit Wasserstoffgas werden 76 kJ Energie freigesetzt. In diesem Fall ist diese Figur die thermische Wirkung der chemischen Reaktion. Aber das ist auch die Hitze der Bildung des Methanmoleküls aus einfachen Substanzen. "Warum?" – fragen sie Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass die Ausgangskomponenten Kohlenstoff und Wasserstoff waren. 76 kJ / mol wird die Energie sein, die die Chemiker "Hitze der Bildung" nennen.

Tabellen der Daten

In der Thermochemie gibt es zahlreiche Tafeln, in denen die Hitze der Bildung von verschiedenen Chemikalien aus einfachen Substanzen angegeben sind. Zum Beispiel ist die Wärme der Bildung einer Substanz, deren Formel CO 2 im gasförmigen Zustand 393,5 kJ / mol beträgt.

Praktische Bedeutung

Warum brauchen wir diese Werte? Die Bildungswärme ist eine Menge, die bei der Berechnung der thermischen Wirkung eines chemischen Prozesses verwendet wird. Um solche Berechnungen durchzuführen, ist die Anwendung des Gesetzes der Thermochemie erforderlich.

Thermochemie

Es ist das Grundgesetz, das die im Prozess der chemischen Reaktion beobachteten Energieprozesse erklärt. Während der Interaktion werden qualitative Transformationen im Reaktionssystem beobachtet. Einige Substanzen verschwinden, neue Komponenten erscheinen stattdessen. Ein solches Verfahren wird von einer Veränderung des internen Energiesystems begleitet, die sich in Form von Arbeit oder Hitze manifestiert. Die Arbeit, die mit der Expansion verbunden ist, für chemische Umwandlungen, hat einen minimalen Wert. Die Wärme, die freigesetzt wird, wenn eine Komponente in eine andere Substanz umgewandelt wird, kann eine große Menge sein.

Wenn wir verschiedene Umwandlungen betrachten, wird die Absorption oder Emission einer bestimmten Wärmemenge für fast alle beobachtet. Um die Phänomene zu erklären, wurde ein besonderer Abschnitt geschaffen – Thermochemie.

Das hessische Gesetz

Dank des ersten Prinzips der Thermodynamik wurde es möglich, den thermischen Effekt in Abhängigkeit von den Bedingungen für die Durchführung der chemischen Reaktion zu berechnen. Berechnungen basieren auf dem Grundgesetz der Thermochemie, nämlich dem Gesetz von Heß. Lassen Sie uns ihre Formulierung geben: Der thermische Effekt der chemischen Transformation ist mit der Natur verbunden, dem Anfangs- und Endzustand der Materie, sie ist nicht mit der Art der Interaktion verbunden.

Was folgt aus dieser Formulierung? Im Falle der Gewinnung eines bestimmten Produktes ist es nicht notwendig, nur eine Interaktionsoption zu verwenden, es ist möglich, die Reaktion auf vielfältige Weise durchzuführen. In jedem Fall, egal wie Sie die gewünschte Substanz erhalten, wird die thermische Wirkung des Prozesses unverändert sein. Um es zu bestimmen, müssen wir die thermischen Effekte aller Zwischen-Transformationen zusammenfassen. Dank des Heessschen Gesetzes wurde es möglich, numerische Berechnungen von thermischen Effekten durchzuführen, die nicht in einem Kalorimeter durchgeführt werden können. Zum Beispiel wird die Hitze der Bildung einer Kohlenmonoxid-Substanz quantitativ nach dem Heßschen Gesetz berechnet, aber durch gewöhnliche Experimente werden Sie es nicht feststellen können. Deshalb sind spezielle thermochemische Tabellen sehr wichtig, in denen numerische Werte für verschiedene Stoffe, die unter Standardbedingungen bestimmt werden

Wichtige Punkte in den Berechnungen

In Anbetracht der Tatsache, dass die Bildungswärme die thermische Wirkung der Reaktion ist, ist der Aggregatzustand der betreffenden Substanz von besonderer Bedeutung. Zum Beispiel wird bei der Durchführung von Messungen Graphit als der Standardzustand von Kohlenstoff und nicht als Diamant angesehen. Berücksichtigen Sie auch den Druck und die Temperatur, dh die Bedingungen, in denen die reagierenden Komponenten ursprünglich existierten. Diese physikalischen Größen können einen signifikanten Einfluss auf die Wechselwirkung ausüben, die Energiemenge erhöhen oder verringern. Um Grundrechnungen durchzuführen, ist es üblich, spezifische Druck- und Temperaturindizes in der Thermochemie zu verwenden.

Standardbedingungen

Da die Wärme der Bildung einer Substanz die Bestimmung der Größe des Energieeffektes genau unter Standardbedingungen ist, verteilen wir sie separat aus. Die Temperatur für die Berechnungen wird gewählt 298 K (25 Grad Celsius), der Druck ist 1 Atmosphäre. Darüber hinaus ist ein wichtiger Punkt, um darauf zu achten, die Tatsache, dass die Hitze der Bildung für alle einfachen Substanzen ist Null. Das ist logisch, weil sich einfache Substanzen nicht bilden, dh es gibt keinen Energieaufwand für ihr Vorkommen.

Elemente der Thermochemie

Dieser Abschnitt der modernen Chemie ist von besonderer Bedeutung, da hier wichtige Berechnungen durchgeführt werden und konkrete Ergebnisse erzielt werden, die in der Wärmetechnik verwendet werden. In der Thermochemie gibt es viele Konzepte und Begriffe, die es wichtig zu bedienen ist, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Die Enthalpie (ΔH) zeigt an, dass die chemische Wechselwirkung in einem geschlossenen System auftrat, es gab keinen Einfluss auf die Reaktion von anderen Reaktanten, der Druck war konstant. Diese Verfeinerung erlaubt uns, über die Genauigkeit der Berechnungen zu sprechen.

Je nachdem, welche Art von Reaktion sie in Betracht ziehen, kann sich die Größe und das Zeichen des daraus resultierenden Wärmeeffektes erheblich unterscheiden. So wird für alle Transformationen, die die Zersetzung einer komplexen Substanz in mehrere einfachere Komponenten beinhalten, eine Wärmeabsorption angenommen. Die Reaktionen der Kombination mehrerer Ausgangsmaterialien zu einem, komplexeren Produkt werden durch die Freisetzung einer erheblichen Energiemenge begleitet.

Schlussfolgerung

Bei der Lösung eines thermochemischen Problems wird der gleiche Algorithmus von Aktionen verwendet. Zuerst wird nach der Tabelle der Wert der Bildungswärme für jede Anfangskomponente sowie für die Reaktionsprodukte bestimmt, ohne den Aggregatzustand zu vergessen. Als nächstes, bewaffnet mit Hess's Gesetz, bilden die Gleichung für die Bestimmung der gesuchten Wert.

Besonderes Augenmerk sollte auf die Berücksichtigung der vor den Anfangs- oder Endstoffen in einer bestimmten Gleichung verfügbaren stereochemischen Koeffizienten gelegt werden. Wenn es einfache Substanzen in der Reaktion gibt, dann ist ihre Standardbildungswärme null, dh solche Komponenten beeinflussen nicht das in den Berechnungen erhaltene Ergebnis. Wir werden versuchen, die bei einer bestimmten Reaktion erhaltenen Informationen zu verwenden. Wenn wir als Beispiel den Vorgang der Bildung von reinem Eisen aus Eisenoxid (Fe 3+ ) durch Wechselwirkung mit Graphit nennen, so können wir im Handbuch die Werte der Standardbildungswärme finden. Für Eisenoxid (Fe 3+ ) ist es -822,1 kJ / mol, für Graphit (einfache Materie) ist es Null. Als Ergebnis der Reaktion entsteht Kohlenmonoxid (CO), für das dieser Wert einen Wert von 110,5 kJ / mol hat, und für das freigesetzte Eisen entspricht die Bildungswärme Null. Die Aufzeichnung der Standardwärme der Bildung einer gegebenen chemischen Wechselwirkung ist wie folgt charakterisiert:

ΔH о 298 = 3 × (-110,5) – (-822,1) = -331,5 + 822,1 = 490,6 kJ

Durch die Analyse des numerischen Ergebnisses, das nach dem Heßschen Gesetz erhalten wird, kann man einen logischen Schluß ziehen, daß dieser Prozeß eine endotherme Transformation ist, dh der Energieaufwand auf die Eisenreduktionsreaktion aus seinem dreiwertigen Oxid ist.