Теплові ефекти і ентальпія освіти. Введення в термохімії
Ентальпія освіти, будучи важливим термодинамічним властивістю хімічної речовини, яке вказує, яка кількість енергії, що знаходиться в його молекулярній структурі може бути перетворено в теплоту, служить одним з ключових понять термодинамічної хімії. Дана галузь науки займається вивченням температурних показників різних реакцій і їх залежності від всіляких фізико-хімічних параметрів, теплоємності і фазових переходів. Ентальпія освіти (від грец. «Енталпіо» - «нагріваю») хімічних сполук визначає необхідну кількість енергії для створення складного речовини з простих елементів, узятих, як правило, в найбільш стійкому свій стан.
Наприклад, для водню, азоту або кисню таким є газоподібна форма, для вуглецю - графіт, а для брому - стан рідини. Ентальпія освіти - надзвичайно важливе термохимическое властивість, так як вона дозволяє не тільки успішно вирішувати теоретичні завдання, а й розробляти різні хімічні технології та створювати необхідну для їх здійснення апаратуру. А це можливо тільки при наявності достовірної та науково обґрунтованої інформації про фізико-хімічних і термодинамічних властивостях різних з`єднань. Подібні відомості часто складають понад п`ятдесят відсотків вихідних даних при проектуванні складної апаратури для наукових експериментів або промислових цілей.
Тому вивчення такого властивості різних речовин, як ентальпія освіти, є сьогодні одним з пріоритетних напрямків термохіміі, де часто користуються термодинамическими рівняннями реакцій для визначення даної величини. У них обов`язково вказується агрегатний стан даної речовини, а тепловий ефект при цьому розглядається в якості одного з продуктів взаємодії.
Теплота реакції, в тому числі і ентальпія утворення речовини, визначається за допомогою калориметр різних типів. Так звана калориметрична бомба являє собою добре термостатований посудину замкнутого типу, в якому теплова енергія, що виділяється в результаті хімічної реакції, витрачається тільки на збільшення температури у внутрішньому просторі. У калориметр знаходяться реагують субстанції, а саме протікання реакції ініціюють безліччю різноманітних способів. Потім температура внутрішнього середовища вимірюється за допомогою термометра або термопара.
Таким способом вимірюється стандартна ентальпія утворення багатьох тисяч речовин. Всі отримані дані скрупульозно і педантично заносяться в спеціальні довідники і таблиці. Також показники ентальпій утворення різних речовин можна розрахувати математичним шляхом, використовуючи аналогічні величини реагують субстанцій та продуктів їх реакції. Для цього і використовуються вищезгадані термодинамічні рівняння.
прості речовини практично завжди мають ентальпію освіти рівну нулю. Що також враховується в розрахунках. А дане термодинамічне властивість, наприклад, для трихлорида фосфору можна розрахувати за такою формулою:
Р (тв.) + 1½- З3 = РС (ж.)
Для газоподібних металів (Fe, AL) ентальпія освіти відмінна від нуля і є термохимическое перетворення при переході з твердого стану (стандартного) в газоподібний. Така величина сприймається як ентальпія випаровування, також звана атомізацією.
