Термохимия
Значението на думата "Термохимия" в Енциклопедичния речник на Брокхаус и Ефрон
Влияние на външната работа върху топлинния ефект.Беше посочено по-горе, че ако газообразните вещества не участват в реакцията, външната работа може да не се вземе предвид поради нейната незначителна стойност. Ако по време на реакцията се отделят или абсорбират газове, тогава трябва да се въведе подходяща корекция. При нормални условия, когато реакцията се провежда при постоянно атмосферно налягане, връзката между истинския топлинен ефект на реакциятаQи наблюдавания при постоянно наляганеQpсе изразява с уравнението:Q = Qp -2(n' - n)Tкал.n'иn —броят на грам-молекулите на газа преди и след реакцията; 2 - константаRот уравнението на състоянието на газоветеpv = RT.Стойността на външната работа не зависи от налягането, само ако по време на реакцията налягането остава постоянно. В тези случаи, когато реакцията се извършва при постоянен обем, какъвто е случаят с калориметричната бомба на Бертло, външната работа на газа е нула и наблюдаваният топлинен ефект е равен на истинския.Определяне на топлинния ефект косвено.Много често по една или друга причина топлинният ефект на дадена реакция не може да се определи директно. В такива случаи той се изчислява от топлинните ефекти, директно определени за няколко реакции, избрани по такъв начин, че ако се извършват последователно, резултатът би бил тази трансформация на веществата, чийто топлинен ефект трябва да се определи. За да изясним, нека вземем пример. Топлината на образуване на въглероден окис от елементите не може да се определи директно; известни са топлините на изгаряне на въглерод във въглероден диоксид и на въглероден оксид във въглероден диоксид. Ако първо изгоритевъглища във въглероден диоксид и след това да разложи получения въглероден диоксид на CO и кислород, тогава очевидно резултатът от тези две реакции ще бъде изразен: C + O = CO. Топлинният ефект на последната реакция се получава чрез изваждане на топлината на изгаряне на въглероден оксид във въглероден диоксид от топлината на изгаряне на въглерод във въглероден диоксид, тъй като последната има същата стойност, но с обратен знак, като топлината на разлагане на CO 2 в кислород и CO. Използвайки нотацията на Оствалд, такива изчисления са изключително прости. Като напишете това при постоянен обем:
C + 2O = CO 2 + 97000 кал.
CO + O = CO 2 + 68000 кал.
и изваждайки член по член на второто уравнение от първото, получаваме желания резултат: C + O = CO + 29000 кал. За да изчислят топлинните ефекти на различни реакции с помощта на вече наличните термохимични данни, те използват изчисляването на топлините на образуване на сложни вещества от елементи. Изчислението се основава на правилото: топлинният ефект на реакцията е равен на разликата между сумата от топлините на образуване на реакционните продукти и сумата на топлините на образуване на веществата преди реакцията. И така, подписвайки под веществата тяхната топлина на образуване, намираме за реакцията
топлинен ефект равен на 239800 кал. За целите на такива изчисления в справочниците термохимичните данни се дават под формата на топлина на образуване от елементите и се дават числа за всяко вещество: за твърдо, течно, газообразно и разтворено (във вода) състояние.Топлина на разтваряне и разреждане.Топлината на разтваряне на определено количество (грам-молекула) вещество зависи от количеството разтворител, взет за разтваряне, с други думи, от концентрацията на получения разтвор. С постепенно увеличаване на количеството на разтворителя топлината на разтваряне достига определена стойност, която не се променя при по-нататъшно добавяне на разтворителя. Тази гранична стойностсе нарича топлина на разтваряне при безкрайно разреждане или понякога, по-лошо, просто топлина на разтваряне. Тази граница се достига за различни вещества с различни количества разтворител; обикновено колкото по-голяма е стойността на топлината на разтваряне, толкова по-дълга е границата. Така че, за амоняк NH 3, който отделя 88 K при безкрайно разреждане, границата вече е достигната, когато се образува разтвор със състав NH 3 · 50H 2 O, за хлороводород HCl, който излъчва 174 K., границата е по време на образуването на разтвор на HCl 200H 2 O, за сярна киселина H 2SO4 с освобождаване на 892 K. границата все още не е достигната с разтвор на H 2 SO 4 800H 2 O. Напоследък в химическата механика понякога се използва друга величина, топлината на разтваряне до насищане, съответстваща на топлината на разтваряне на вещество в такова количество разтворител, че се образува наситен разтвор. Топлината на разреждане на разтвор от по-висока концентрация към по-ниска е разликата между топлината на разтваряне при по-ниска и при по-висока концентрация. Топлината на концентрация на разтвор е реципрочната на топлината на разреждане, наблюдавана, когато нови количества от разтворено тяло се разтварят в даден разтвор, което води до увеличаване на концентрацията на разтвора.Топлините на разтваряне на газове.Когато се разтворят в течности, газовете се разделят на две силно различни групи. Газовете, които следват закона на Хенри, т.е. тези, чиято разтворимост нараства пропорционално на налягането, дават толкова незначителен топлинен ефект, когато се разтворят, че той все още не може да бъде определен. Газовете, които не следват закона на Хенри, имат значителни положителни стойности на топлините на разтвора, надвишаващи топлините на тяхното втечняване. Следващата таблица показва топлините на разтваряне във вода при безкрайно разрежданеQна някои газове и пари при температура 15-20 ° и технитетоплина на втечняванеq.