Термохимия

Термохи́мия в раздел химической термодинамики, в задачу которой входит определение и изучение тепловых эффектов реакций, а также установление их взаимосвязей с различными физико-химическими параметрами. Ещё одной из задач термохимии является измерение теплоёмкостей веществ и установление их теплот фазовых переходов.

Основные понятия и законы термохимии

Термохимические уравнения

Термохимические уравнения реакций - это уравнения, в которых около символов химических соединений указываются агрегатные состояния этих соединений или кристаллографическая модификация и в правой части уравнения указываются численные значения тепловых эффектов

Важнейшей величиной в термохимии является стандартная теплота образования (стандартная энтальпия образования). Стандартной теплотой (энтальпией) образования сложного вещества называется тепловой эффект (изменение стандартной энтальпии) реакции образования одного моля этого вещества из простых веществ в стандартном состоянии. Стандартная энтальпия образования простых веществ в этом случае принята равной нулю.

В термохимических уравнениях необходимо указывать агрегатные состояния веществ с помощью буквенных индексов, а тепловой эффект реакции (ΔН) записывать отдельно, через запятую. Например, термохимическое уравнение

4NH₃(г) + 3O₂(г) 2N₂(г) + 6H₂O(ж), ΔН=-1531 кДж

показывает, что данная химическая реакция сопровождается выделением 1531 кДж теплоты, при давлении 101 кПа, и относится к тому числу молей каждого из веществ, которое соответствует стехиометрическому коэффициенту в уравнении реакции.

В термохимии также используют уравнения, в которых тепловой эффект относят к одному молю образовавшегося вещества, применяя в случае необходимости дробные коэффициенты.

Закон Гесса

В основе термохимических расчётов лежит закон Гесса: Тепловой эффект (в€Н) химической реакции (при постоянных Р и Т) зависит от природы и физического состояния исходных веществ и продуктов реакции и не зависит от пути её протекания.

Следствия из закона Гесса:

1. Тепловые эффекты прямой и обратной реакций равны по величине и противоположны по знаку.
2. Тепловой эффект химической реакции (в€Н) равен разности между суммой энтальпий образования продуктов реакции и суммой энтальпий образования исходных веществ, взятых с учётом коэффициентов в уравнении реакции (то есть помноженные на них).

Закон Гесса может быть записан в виде следующего математического выражения:

$\Delta H^\theta = \Sigma(\Delta H_{f~products}^\theta ) - \Sigma(\Delta H_{f~reactants}^\theta)$.

С помощью закона Гесса можно рассчитать энтальпии образования веществ и тепловые эффекты реакций, которые невозможно измерить экспериментально.

Закон Кирхгофа

Закон Кирхгофа устанавливает зависимость теплового эффекта химической реакции от температуры: температурный коэффициент теплового эффекта химической реакции равен изменению теплоёмкости системы в ходе реакции. Закон Кирхгофа лежит в основе расчёта тепловых эффектов при разных температурах.

Методы термохимии

Основными экспериментальными методами термохимии являются калориметрия, дифференциальный термический анализ, дериватография.

См. также

• Тепловой эффект химической реакции
• Химическое уравнение
• Калориметрия
• Институт термохимии (Пермь)

Литература

• А. В. Мануйлов, В. И. Родионов. Основы химии. Электронный учебник.
• Карякин Н. В. Основы химической термодинамики: Учебное пособие для вузов. М.: Academia, 2003. в 464 с.
• Аблесимов Н. Е. Синопсис химии: Справочно-учебное пособие по общей химии в Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2005. в 84 с.
• Аблесимов Н. Е. Сколько химий на свете? ч. 2. // Химия и жизнь в XXI век. в 2009. в в„– 6. в С. 34-37.

Разделы химии

 

Периодическая система химических элементов
Основные разделы	Неорганическая химия   Теоретическая химия   Координационная химия   Прикладная неорганическая химия   Неорганический синтез Органическая химия   Биохимия Нейрохимия   Функциональная биохимия   Медицинская биохимия Химия полимеров   Биоорганическая химия   Металлоорганическая химия   Стереохимия   Химия одноуглеродных молекул Аналитическая химия   Вычислительная химия   Хемоинформатика   Молекулярное моделирование   Компьютерная химия   Математическая химия   Хемометрика Методы аналитической химии   Качественный анализ   Количественный анализ Элементный анализ Рентгеноспектральный анализ   Радиоактивационный анализ   Масс-спектрометрия Другие методы анализа Титрование   Объёмный анализ   Гравиметрия   Кулонометрия   Колориметрия   Фотометрия   Капельный анализ   Кристаллография   Спектрофотометрия Физическая химия   Коллоидная химия   Кристаллохимия   Радиохимия   Термохимия   Учение о строении атома   Учение о коррозии металлов   Учение о растворах   Химическая кинетика   Фотохимия   Химическая термодинамика   Физико-химический анализ   Теория реакционной способности химических соединений   Химия высоких энергий   Лазерная химия   Радиационная химия   Ядерная химия   Электрохимия   Звукохимия   Структурная химия
Другие разделы	Космохимия  Супрамолекулярная химия  Нанохимия  Теоретическая химия  Квантовая химия
Прикладная химия	Химия окружающей среды   Геохимия   Гидрохимия   Зелёная химия   Экологическая химия   Химия почв   Атмосферная химия Агрохимия  Косметическая химия  Нефтехимия  Токсикологическая химия
Связанные науки	Химическая метрология  Химическая физика  Биоинформатика  Минералогия  Материаловедение  Фармацевтика
См. также	Общая химия
Портал «Химия»   Законы и теории химии