Термохимия. Термохимия Dia 1/55
Термохимия 6-1 Терминология 6-2 Топлина 6-3 Реакционна топлина, калориметрия 6-4 Работа 6-5 Първият закон на термодинамиката 6-6 Реакционна топлина: U и H 6-7 Косвено определяне на H: Теорема на Хес 6-8 Стандартна енталпия на пласта 6-9 Горива като енергийни източници Термохимия Dia 1/55
6-1 Терминологична система Отворена затворена изолирана среда Термохимия Dia 2/55
Терминология Енергия, U Способността на системата да работи. Работа Продуктът на силата и изместването в нейната посока (в случай на подредено движение). Кинетична енергия Енергия от движение. Термохимия Dia 3/55
Енергия Кинетична енергия E k = 1 2 m v 2 [E k] = kg m2 s 2 = J Работа W = F s [W] = kg m s 2 m = J Термохимия Dia 4/55
Енергия Потенциална енергия Енергия в резултат на състояние, ситуация, състав. Свързано е с привличане и отблъскване между телата. Енергията може да се трансформира от потенциална в кинетична и обратно. Термохимия Dia 5/55
Енергия и топлина Топлинна енергия Енергия, свързана със случайното движение на системните молекули. Обикновено е пропорционален на температурата. Интензивна функция. Топлина и работа Q и W. Под тяхно влияние вътрешната енергия се променя. Обширни количества. Термохимия Dia 6/55
Топлинна енергия, която се предава между системата и околната среда поради температурната разлика. Топлината преминава от по-топлата към по-студената система. Температурата може да се промени. Фазата може да се промени (изотермичен процес). Термохимия Dia 7/55
Илюстрация на топлинния поток Термохимия Dia 8/55
Единици топлина Калории (кал) Количеството топлина, необходимо за промяна на температурата на 1 грам вода с 1 градус по Целзий. Джаул (J) SI единица 1 кал = 4184 J Термохимия Dia 9/55
Топлинен капацитет Количеството топлина, необходимо за промяна на температурата на системата с 1 градус по Целзий. Моларен топлинен капацитет Системата е 1 мол материал. Специфична топлина, c Системата е 1 грам материал. Топлинен капацитет, C Маса специфична топлина. Q = mc T Q = C T Термохимия Dia 10/55
Консервация на енергия По време на взаимодействието на системата и околната среда енергията остава непроменена, енергията не се генерира и не се разрушава. Q система + Q среда = 0 Q система = -Q среда Термохимия Dia 11/55
Определяне на специфична топлина Термохимия Dia 12/55
Пример 6-1 Определяне на специфична топлина от експериментални данни Използвайте данните, показани на предходния слайд, за да определите специфичната топлина на оловото. Q олово = -Q вода Q вода = mc T = (50.0 g) (4.184 J/g C) (28.8-22.0) CQ вода = 1423 JQ олово = -1423 J = mc T = (150 .0 g) (c ) (28,8-100,0) C c олово = 0,1332 Jg -1 C -1 Термохимия Dia 13/55
6-3 Реакционна топлина и калориметрия Химическа енергия Част от вътрешната енергия на системата. Топлина на реакцията, реакция Q Количеството топлина, обменяно от системата и нейната среда по време на химическа реакция при постоянна температура (Т = постоянна). Термохимия Dia 14/55
Измерване на реакционната топлина Екзотермична реакция Произвежда топлина, Q реакция 0. Ba (OH) 2 8 H 2 O + 2 NH 4 Cl (s) BaCl 2 (s) + 2 NH 3 (aq) + 8 H 2 O (l) Термохимия Dia 15/55
Бомба-калориметър Q реакция = -Q калориметър Q кал. = Q бомба + Q вода + Q тел + необходим топлинен капацитет на калориметър: Q кал. = S m i c i T = C T i топлина Термохимия Dia 16/55
Пример 6-2 Определяне на реакционната топлина от болонна калориметрия Данни 1,010 g захар бяха изгорени в бомбен калориметър, повишавайки комбинираната температура на калориметъра и пробата от 24,92 ° C до 28,33 ° C. Топлинният капацитет на калориметъра е 4,90 kj/C. (а) Каква е топлината на изгаряне на захар C 12 H 22 O 11 в kj/mol? (б) Проверете дали една чаена лъжичка захар (4,8 г) съдържа само 19 калории. Термохимия Dia 17/55
Пример Пример 6-27-3 Изчислете: Q калориметър Q кал. = C T = (4.90 kj/C) (28.33-24.92) C = (4.90) (3.41) kj = 16.7 kj Изчислете: Q реакция Q реакция = -Q кал. = -16,7 kj на 1,010 g Термохимия Dia 18/55
Пример Пример 6-27-3 Q реакция за 1 мол: Q реакция = -Q кал. = -16,7 kj -1,010 g = -16,5 kj/g Q реакция = -16,5 kj/g 343,3 g 1,00 mol = -5,679 10 3 kj/mol (a) Q реакция 1 чаена лъжичка (tsp): Q реакция = (-16,5 kj/g) (4,8 g 1 чаена лъжичка 1,00 cal) () = -19 kcal/tsp 4,184 J (b) Термохимия Dia 19/55
Изолационен стъклен калориметър Прост стъклен калориметър Добре изолиран, следователно изолиран. Измерете изменението на температурата. Реакция Q = -Q калориметър Изчислява се подобно на пример 6-2. Калибриране: определяне на топлинния капацитет. Термохимия Dia 20/55
6-4 Работа Химичните реакции също могат да свършат работа. W = p (- V): обемна работа. p: налягане на газа в равновесие с въздушно налягане. A: промяна на силата на звука. Термохимия Dia 21/55