Почему химические реакции сопровождаются выделением или поглощением теплоты
Тепловой эффект химической реакции: термохимические уравнения
Поясним приведённое выше определение теплового эффекта химической реакции [K 1]. Для этого запишем фундаментальные уравнения Гиббса для внутренней энергии и энтальпии простой [10] открытой однородной термодинамической системы [11] [12] :. Энтропия открытой системы. Важно понимать, что представление о теплоте химической реакции при сохранении исторически сложившегося названия восходящего ко временам, когда любое изменение температуры связывали с поглощением или выделением теплоты уже не имеет прямого отношения к общефизическому понятию количества теплоты. Действительно, при химической реакции в изолированной системе например, инициируемом электрической искрой взрыве гремучего газа в герметически закрытом термосе может иметь место изменение температуры за счёт выделения теплоты , но не происходит обмена с окружающей средой так как попросту это термос — изолированная система , ни изменения внутренней энергии системы.
В этой статье мы расскажем, что такое тепловой эффект, какие реакции являются экзо- и эндотермическими, разберем примеры тех и других, а также попрактикуемся решать типовые задачи с термохимическими уравнениями. В процессе химической реакции связи в исходных веществах разрываются и образуются новые связи, благодаря чему образуются новые вещества — продукты реакции. Разрыв связи протекает с поглощением энергии, а образование — с выделением, то есть химические реакции сопровождаются энергетическими эффектами. Как правило, энергия выделяется или поглощается в виде теплоты, поэтому мы говорим, что протекание химической реакции сопровождается тепловым эффектом.
Как известно, большинство химических реакций сопровождаются выделением экзотермические реакции либо поглощением эндотермические реакции теплоты. Первое начало термодинамики дает возможность рассчитать тепловой эффект химической реакции при различных условиях её проведения. Тепловой эффект химической реакции — количество теплоты, выделившейся либо поглотившейся в ходе реакции. Тепловой эффект относят, как правило, к одному молю прореагировавшего исходного вещества, стехиометрический коэффициент перед которым максимален. Например, реакцию окисления водорода в химической термодинамике записывают в виде:. Чтобы тепловой эффект являлся величиной, зависящей только от характера протекающей химической реакции, необходимо соблюдение следующих условий:.
