ЧАСТЬ И

ОБЩАЯ ХИМИЯ

ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ ТЕЧЕНИЯ

Классификация по тепловым эффектом

По тепловым эффектом реакции относятся или к экзотермических (реакции с выделением теплоты) или эндотермических (реакции с поглощением теплоты).

Тепловой эффект химической реакции. Термохимические уравнения

Большая количество химических процессов происходит с выделением энергии, в частности горения (реакция, которая происходит с выделением теплоты и света). Существует и немало других реакций, при прохождении которых выделяется теплота.

Есть реакции, в которых теплота поглинається. их осуществление требует нагрева. К таких реакций относятся реакции разложения гидроксидов, оксигеносодержащих кислот, их солей, кристаллогидратов:

Если прекратить нагревание, то прекращается и реакция. С другой стороны, реакции, которые протекают с выделением теплоты, часто происходят самопроизвольно. Правда, в большинстве случаев их надо инициировать (например, поджечь вещество), после чего они будут проходить без посторонней помощи.

Все реакции происходят с определенным тепловым эффектом - или с выделением теплоты, или с его поглощением. Если количество теплоты незначительная, то заметить тепловой эффект реакции довольно трудно.

Реакции, в которых теплота выделяется, называются экзотермическими, а реакции, в которых теплота поглощается,- ендотермічними.

Показать выделение или поглощение теплоты можно в химическом уравнении:

(«+Q» означает, что теплота выделяется);

(«-Q» означает, что теплота поглощается).

Причина выделения или поглощения теплоты при химической реакции

Каждая вещество имеет свою внутреннюю энергию, которую невозможно измерить. Она состоит из энергий всех частиц вещества - атомов, молекул, ионов и энергий химических связей между ними. Энергия каждой частицы в свою очередь имеет несколько составляющих. Среди них - кинетическая энергия, потому что частица может двигаться, вращаться (если вещество является газом или жидкостью) или колебаться (если вещество твердое), и энергия электронов в атоме. Если суммарная внутренняя энергия реагентов превышает суммарную внутреннюю энергию продуктов, то разница энергии выделяется во время реакции в виде тепла, а если она ниже, то происходит поглощение теплоты. Разница этих энергий и составляет тепловой эффект реакции.

Тепловой эффект реакции зависит от нескольких факторов. Один из них - это природа веществ, участвующих в реакции. Так, расписание нитроген(II) оксида происходит с выделением теплоты:

а меркурий(ІІ) оксида - с поглощением теплоты:

Второй фактор - это масса веществ. Чем больше масса веществ, тем больше выделяется или поглощается теплоты.

Если букву «Q» заменить числовым значением теплового эффекта, то мы получим термохімічне уравнения:

Записанное в первом уравнении значение теплового эффекта соответствует участия в реакции 1 моль кальций карбоната и образованию 1 моль кальций оксида и 1 моль карбон(ИV) оксида.

Большая количество реакций, в случае изменения условий, могут происходить в противоположных направлениях. Так, кальций карбонат при нагревании разлагается, а при обычных условиях происходит обратная реакция - кальций оксид реагирует с углекислым газом:

Эта реакция в отличие от эндотермической реакции разложения кальций карбоната проходит с выделением теплоты, т.е. является экзотермической. Значение ее теплового эффект будет таким же, но с противоположным знаком:

Тепловой эффект прямой реакции равен тепловому эффекту обратной реакции, но имеет противоположный знак.