I. Химическая термодинамика – это раздел физической химии, которая изучает превращения различных видов энергии при химических реакциях, процессах растворения, кристаллизации. Химическая термодинамика исследует возможности и границы самопроизвольного протекания физических процессов. Объектом изучения в термодинамике является термодинамическая система , под которой понимают условно выделенную из пространства совокупность тел, между которыми возможен масса- и теплообмен.
Системы, которые могут обмениваться с окружающей средой и энергией и веществом называются открытыми . Системы, которые обмениваются только энергией, называются закрытыми .
Если между средой и системой отсутствует и тепло- и массообмен – это изолированная система .
Различают также гомогенные системы, состоящие из одной фазы и гетерогенные , состоящие из нескольких фаз. Реакции, которые протекают на границе раздела фаз – гетерогенные .
Совокупность свойств системы называется состоянием системы . Одна и та же система может находиться в различных состояниях. Каждое состояние характеризуется определённым набором значений термодинамических параметров.
Параметры, описывающие состояние системы, называются параметрами состояния .
Они делятся на интенсивные и экстенсивные. Интенсивные не зависят от размера системы, а зависят от температуры и давления, экстенсивные зависят от массы и объёма. Изменение одного из параметров приводит к изменению состояния в целом.
Состояние системы называется равновесным , если параметры системы во времени самопроизвольно не изменяются. Неравновесная система – параметры во времени изменяются.
Состояние системы и происходящие в ней изменения определяются так же с помощью функций состояния. Функции состояния – внутренняя энергия, энтропия, изобарный, изотермический потенциал.
Переход системы из 1-го состояния во 2-ое называется процессом .
1. – изотермический процесс
2. – изохорный процесс
3. – изобарный процесс
Основной функцией состояния системы является её полная энергия, которая является суммой 3-х состояний: кинетическая энергия движущейся системы, потенциальная энергия обусловленная воздействием на систему внешних силовых полей, внутренняя энергия.
При термодинамическом описании системы , ; и включает в себя энергию всех форм движения молекул, атомов, электронов; энергию межмолекулярного взаимодействия; внутреннюю атомную и внутреннюю ядерную энергию.
Экспериментально внутреннюю энергию определить нельзя, можно определить лишь её изменение : .
II. Если система обменивается с внешней средой тепловой энергией и механической энергией (работой) и переходит из 1-го состояния во 2-ое, то согласно 1-му началу термодинамики – количество энергии, которое выделяется или поглощается системой в виде теплоты и работы , равно изменению полной энергии системы , т.е. при переходе из 1-го состояния во 2-ое: .
Для изохорного процесса (при ) тепловой эффект реакции при температуре T соответствует изменению внутренней энергии системы в ходе реакции: .
Для изобарного процесса ():
, следовательно
или , откуда получаем
.
Функция обозначается через и называется энтальпия.
Энтальпия – есть функция состояния системы, имеет размерность энергии.
III. Сущность химических реакций сводится к разрыву связей в исходных веществах и образованию связей в продуктах реакции. Т.к. образование связей протекает с выделением энергии, а разрыв с поглощением энергии, то химические реакции сопровождаются энергетическими эффектами. Раздел термодинамики, который изучает тепловые эффекты химических реакций, называется термохимией .
Энергия, которая выделяется и поглощается, называется тепловым эффектом химической реакции.
Если прочность связей в продуктах реакции больше чем в реагентах, то выделяется энергия в виде теплоты .
Процессы, протекающие с выделением теплоты называются экзотермическими , а с поглощением – эндотермическими .
Тепловой эффект эндотермической реакции считают положительным «+» (поглощение тепла), а экзотермической – отрицательным «−» (выделение тепла).
Тепловой эффект в изобарных условиях определяется изменением энтальпии , в изохорных условиях – изменением внутренней энергии , т.е. для экзо- , , для эндо- , для .
Величины и сильно различаются только для систем, в которых вещества в газообразном состоянии.
Для систем, в которых вещества находятся в конденсированном состоянии изменение объёма в ходе реакции мало, т.е. , тогда ; .
При термомеханическом описании реакции опускают , , говорят только об изменении энтальпии :
Закон Гесса : тепловой эффект химической реакции протекающий или при или при не зависит от числа промежуточных стадий, а определяется лишь конечным и начальным состоянием системы.
Тепловой эффект реакции зависит от природы регентов и продуктов реакции, их агрегатного состояния, условия проведения реакции, а также от количества, участвовавшего в реакции.
Поэтому тепловой эффект принято относить к 1-му моль вещества и определять его в стандартных условиях: , , .
При термохимических расчётах важными являются () – это тепловой эффект
Наверняка у вас есть товары или услуги, продажа которых приносит вам максимальную прибыль. Для быстрого старта в сети вам необходимо создание посадочной страницы (одностраничного сайта), на которой будет размещена информация о маржинальных товарах/услугах интернет магазина. За 8 лет опыта разработки конверсионных страниц мы выработали оптимальную структуру, которая позволит привлекать через landing page больше продаж. На такую структуру «одевается» ваш контент — фирменный стиль, тексты, фотографии, уникальные торговые предложения, после чего страница выходит в свет. Разработка лендинга и запуск в сети — до 7 рабочих дней. Стоит отметить, что в разработку самой посадочной страницы входит и написание копирайтером продающих текстов для вашего бизнеса, чтобы каждый посетитель страницы захотел совершить покупку именно у вас. Результат: качественно разработаная продающая посадочная страница, которая готова приносить вам новых клиентов.