Учебно-методическое пособие для изучения практического курса химии

51 ТЕМА 4. ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ Химическая термодинамика – раздел общей химии, изучающий энергетиче- ские закономерности протекания химических реакций. Основные понятия, кото- рыми она оперирует – тепловой эффект (количество теплоты) (Q), энтальпия (H), энтропия (S), изобарно-изотермический потенциал Гиббса (G), условия термоди- намического равновесия и направленности химической реакции. Вещество обладает определенным запасом химической энергии. В химических реакциях происходит изменение запаса энергии. Для большинства химических реакций наиболее характерен переход химической энергии в тепловую. Химиче- ские процессы, при которых теплота выделяется, называются экзотермическими , а процессы, при которых теплота поглощается, – эндотермическими . Атермиче- ские процессы (т.е. без тепловых эффектов) встречаются редко. Тепловые эф- фекты химических процессов изучает термохимия . Экспериментально они определяются, например, с помощью калориметров. Тепловые эффекты исполь- зуются при составлении тепловых балансов двигателей внутреннего сгорания, технологических процессов и в других целях. Единицей измерения тепловых эффектов в системе СИ является джоуль (единица работы), так как работа и теплота эквивалентны. В термохимии ис- пользуется и внесистемная единица – калория; 1 кал = 4,1840 Дж; 1 Дж = 0,239 кал, с учетом количества вещества термодинамические функции имеют размер- ность кДж/моль, а энтропия – Дж/(моль×град). Обычно химические реакции осуществляются при постоянном давлении (ΔР=0, изобарный процесс) тогда характеристики процесса удобно описать со- отношением: ΔН=ΔU + PΔV, где ΔU – изменение внутренней энергии системы, а PΔV – А, работа производимая системой при изменении объема (V). При изо- барном процессе изменение энтальпии химических процессов равно изменению внутренней энергии и совершенной системой работы. Из определений следует, что ΔН = –Q Р . Таким образом, энтальпия – это термодинамическая функция состояния химической системы, которая характеризует внутреннюю энергию системы, т.е. меру теплосодержания системы.