Расчеты тепловых эффектов химических реакций.

При расчетах тепловых эффектов различных химических реакций на основе закона Гесса особое значение имеют два вида тепловых эффектов — теплота образования и теплота сгорания.

Теплотой образования называется тепловой эффект реакции образования данного соединения из простых веществ, отвечаю­щих наиболее устойчивому состоянию рассматриваемого элемента при данной температуре. Например, теплота образования 1 моль СаС0₃ равна тепловому эффекту реакции образования карбоната кальция в данной его кристаллической модификации из металли­ческого кальция, углерода (в виде графита) и газообразного кис­лорода;

Са (м) + С (гр.) + 1½О₂(г) = СаСО_э (кр)

Тепловые эффекты реакции зависят от условий проведения реакций (температуры, давления и пр.).

В настоящее время различные справочные значения тепловых эффектов и других величин относят обычно к стандартному состо­янию веществ.

В качестве стандартного состояния индивидуальных жидких и твердых веществ принимают состояние их при данной температуре и при давлении, равном 1 бар, а для индивидуальных газов — такое их состояние (большей частью гипотетическое), когда при данной температуре и давлении, равном 1 бар, они обладают свойствами идеального газа. Все величины, относящиеся к стан­дартному состоянию веществ, отмечают верхним индексом ° (и.т.д.) и называют стандартными (стандартная теплота образования, стандартная энтальпия). В области обычных давлений изменение давления слабо влияет на тепловые эффекты реакций и энтальпию веществ, так как внутренняя энергия идеального газа не зависит от давления, а в конденсированном состоянии сжимаемость веществ мала. Однако многие другие ве­личины, как, например, энтропия газов, сильно зависят от давле­ния.

Для облегчения расчетов справочные данные относят в первую очередь к одной температуре 25,00 °С (298,15 К), принимаемой в качестве стандартной температуры. (В индексах при тех или дру­гих величинах эта температура сокращенно указывается 298.) Ко­нечно, справочные данные даются и для других температур. Условие о стандартной температуре вполне не зависит от условия о стандартных состояниях.

Пользуясь значениями стандартных теплообразования, можно легко рассчитать тепловой эффект любой химической реакции, если известны теплоты образо­вания всех веществ, участвующих в реакции.

Из закона Гесса следует, что тепловой эффект реакции равен разности между теплотами образования всех веществ, указанных в правой части уравнения, и теплотами образования всех веществ, указанных в левой части уравнения (взятых, разумеется, с коэффи­циентами, равными коэффициентам перед формулами этих веществ в уравнении самой реакции).