Теплові ефекти і ентальпія освіти. Введення в термохімії

Ентальпія освіти, будучи важливимтермодинамічних властивістю хімічної речовини, яка 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 киснютаким є газоподібна форма, для вуглецю - графіт, а для брому - стан рідини. Ентальпія освіти - надзвичайно важливе термохімічне 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 більше п'ятдесяти відсотків вихідних даних при проектуванні складної апаратури для наукових експериментів або промислових цілей.

Тому вивчення такого властивості різнихречовин, 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 ентальпіяосвіти 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 ентальпіяосвіти 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 маютьентальпію освіти рівну нулю. Що також враховується в розрахунках. А дане термодинамічне властивість, наприклад, для трихлорида фосфору можна розрахувати за наступною формулою:

Р (тв.) + 1½ З₃ = РС (ж.)

Для газоподібних металів (Fe, AL) ентальпіяосвіти відмінна від нуля і є термохімічне перетворення при переході з твердого стану (стандартного) в газоподібний. Така величина сприймається як ентальпія випаровування, також звана атомізацією.