Энтальпия (Н) - термодинамическая функция состояния химической системы, отвечающая тепловому (энергетическому) эффекту реакции в этой системе при постоянном давлении.
Энтальпия - энергосодержание - мера энергии, накапливаемой пpи образовании вещества, характеризует термодинамическую устойчивость, прочность вещества и является количественным выражением энергетических свойств соединения. Энтальпия вещества зависит от его состояния и от условий, поэтому все энтальпии образования отнесены к одинаковым состояниям и условиям, которые называются стандартными.
Стандартным состоянием вещества называется такое eго агрегатное состояние, которое устойчиво (т.е. обладает наименьшей энтальпией) при стандартных условиях. Стандартные условия протекания реакции отвечают постоянству термодинамической температуры и давления системы. Стандартное давление в системе 1·105 Па. Например, стандартное состояние кислорода - газ 02, воды - жидкая вода, углерода - графит. Переход из стандартного состояния в любое другое сопровождается увеличением энтальпии, т.е. эндотермическим тепловым эффектом.
|
|
Энтальпии (теплоты) образования простых веществ в стандартных состояниях и при стандартных условиях приняты равными нулю.
Энтальпией (теплотой) образования сложного вещества из простых веществ называется тепловой эффект реакции образования 1 моль вещества из простых веществ, находящихся в стандартных состояниях. Ее называют стандартной энтальпией (теплотой) образования и обозначают?H0f.
Изменение энтальпии?H при переходе системы из состояния исходных веществ Н1 в состояние продуктов реакции Н2 определяется только начальным Н1 и конечным Н2 состояниями системы и не зависит от пути перехода. В реакциях с выделением теплоты (экзотермический эффект) энтальпия системы уменьшается и изменение энтальпии отрицательно (-?Н), т.к. Н2< Н1, а в реакциях с поглощением теплоты (эндотермический эффект) энтальпия системы увеличивается (Н2 > Н1)и изменение энтальпии системы положительно (+?Н). Значения?Н мало зависят от температуры, поэтому величину энтальпии реакции определяют в стандартных условиях при Т=298К и называют стандартной энтальпией (тепловым эффектом) химической реакции и обозначают?Н0298 или?Н0r.
Уравнения реакций с указанием значений?Н0r в кДж называют термохимическими, в них число килоджоулей относится к 1 моль исходного или образующегося вещества.
Для вычисления величины стандартной энтальпии (теплового эффекта) реакции?Н0r используют следствие из закона Гесса:
стандартная энтальпия (тепловой эффект) реакции?Н0r равна сумме стандартных энтальпий (теплот) образования продуктов реакции Σ?Н0f(прод) за вычетом суммы стандартных энтальпий (теплот) образования исходных веществ Σ?Н0f(исх) с учетом стехиометрических количеств всех веществ и их агрегатных состояний:
|
|
?Н0r = Σ?Н0f(прод) - Σ?Н0f(исх)
Например, для реакции
Sb2S3 (к) + 3Н2(г) = 2Sb (к) + 3Н2S(г)
?Н0r = (3?Н0f(Н2S) + 2?Н0f (Sb) – (?Н0f(Sb2S3)+ 3?Н0f(Н2)
Значения стандартных энтальпий (теплот образования) приведены в таблице (см. приложение, табл.2).
Стандартные энтальпии образования простых веществ, термодинамически более устойчивых полиморфных модификаций или аллотропных форм условно приняты равными нулю:
?Н0f(Н2)=?Н0f (Sb)= 0 кДж/моль.