प्रतिक्रियाओं के गर्मी प्रभाव की गणना करने के लिए उपयोग करें। सामान्य रसायन विज्ञान का परिचय

किसी भी रासायनिक प्रतिक्रिया के साथ ऊष्मा के रूप में ऊर्जा का विमोचन या अवशोषण होता है।

ऊष्मा के विमोचन या अवशोषण के आधार पर, वे भेद करते हैं एक्ज़ोथिर्मिकतथा एन्दोठेर्मिकप्रतिक्रियाएं।

एक्ज़ोथिर्मिकअभिक्रियाएँ वे अभिक्रियाएँ हैं जिनके दौरान ऊष्मा निकलती है (+ Q)।

एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाएं वे प्रतिक्रियाएं होती हैं जिनके दौरान गर्मी अवशोषित होती है (-क्यू)।

प्रतिक्रिया का गर्मी प्रभाव (क्यू) बातचीत के दौरान निकलने या अवशोषित होने वाली ऊष्मा की मात्रा कहलाती है एक निश्चित राशिप्रारंभिक अभिकर्मक।

थर्मोकेमिकल समीकरण वह समीकरण है जिसमें थर्मल प्रभाव का संकेत दिया जाता है रासायनिक प्रतिक्रिया... इसलिए, उदाहरण के लिए, समीकरण थर्मोकेमिकल हैं:

यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि थर्मोकेमिकल समीकरणों में आवश्यक रूप से अभिकर्मकों और उत्पादों के कुल राज्यों की जानकारी शामिल होनी चाहिए, क्योंकि मूल्य थर्मल प्रभाव.

प्रतिक्रिया के गर्मी प्रभाव की गणना

एक प्रतिक्रिया के गर्मी प्रभाव को खोजने के लिए एक विशिष्ट समस्या का एक उदाहरण:

जब 45 ग्राम ग्लूकोज समीकरण के अनुसार ऑक्सीजन की अधिकता के साथ परस्पर क्रिया करता है

सी 6 एच 12 ओ 6 (टीवी) + 6 ओ 2 (जी) = 6CO 2 (जी) + 6 एच 2 ओ (जी) + क्यू

700 kJ गर्मी जारी की। प्रतिक्रिया के थर्मल प्रभाव का निर्धारण करें। (संख्या को पूर्ण पूर्णांकों में लिखिए।)

समाधान:

आइए ग्लूकोज पदार्थ की मात्रा की गणना करें:

एन (सी ६ एच १२ ओ ६) = एम (सी ६ एच १२ ओ ६) / एम (सी ६ एच १२ ओ ६) = ४५ ग्राम / १८० ग्राम / मोल = ०.२५ मोल

वे। जब 0.25 mol ग्लूकोज ऑक्सीजन के साथ क्रिया करता है, तो 700 kJ ऊष्मा निकलती है। स्थिति में प्रस्तुत थर्मोकेमिकल समीकरण से, यह निम्नानुसार है कि जब ग्लूकोज का 1 मोल ऑक्सीजन के साथ बातचीत करता है, तो क्यू (प्रतिक्रिया का गर्मी प्रभाव) के बराबर गर्मी की मात्रा बनती है। तो निम्नलिखित अनुपात सही है:

0.25 मोल ग्लूकोज - 700 kJ

1 मोल ग्लूकोज - क्यू

इस अनुपात से संबंधित समीकरण निम्नानुसार है:

0.25 / 1 = 700 / क्यू

जिसे हल करते हुए, हम पाते हैं कि:

इस प्रकार, प्रतिक्रिया का ऊष्मीय प्रभाव 2800 kJ है।

थर्मोकेमिकल समीकरणों द्वारा गणना

बहुत अधिक बार परीक्षा के कार्यथर्मोकैमिस्ट्री से, थर्मल प्रभाव का मूल्य पहले से ही ज्ञात है, क्योंकि स्थिति एक पूर्ण थर्मोकेमिकल समीकरण देती है।

इस मामले में, या तो अभिकर्मक या उत्पाद की ज्ञात मात्रा के साथ जारी/अवशोषित गर्मी की मात्रा की गणना करना आवश्यक है, या, इसके विपरीत, द्वारा ज्ञात मूल्यगर्मी, प्रतिक्रिया में किसी भी प्रतिभागी के द्रव्यमान, मात्रा या पदार्थ की मात्रा निर्धारित करने के लिए आवश्यक है।

उदाहरण 1

थर्मोकेमिकल प्रतिक्रिया समीकरण के अनुसार

3Fe 3 O 4 (ठोस) + 8Al (ठोस) = 9Fe (ठोस) + 4Al 2 O 3 (ठोस) + 3330 kJ

एल्युमिनियम ऑक्साइड का 68 ग्राम बनता है। इस दौरान कितनी गर्मी निकली? (संख्या को पूर्ण पूर्णांकों में लिखिए।)

समाधान

आइए एल्यूमीनियम ऑक्साइड पदार्थ की मात्रा की गणना करें:

n (Al 2 O 3) = m (Al 2 O 3) / M (Al 2 O 3) = 68 g / 102 g / mol = 0.667 mol

प्रतिक्रिया के थर्मोकेमिकल समीकरण के अनुसार, 4 mol एल्यूमीनियम ऑक्साइड के निर्माण के दौरान 3330 kJ निकलता है। हमारे मामले में, 0.6667 mol एल्यूमीनियम ऑक्साइड बनता है। इस मामले में जारी गर्मी की मात्रा को निरूपित करते हुए, x kJ के माध्यम से हम अनुपात की रचना करेंगे:

४ मोल अल २ ओ ३ - ३३३० केजे

0.667 मोल अल 2 ओ 3 - एक्स केजे

यह अनुपात समीकरण से मेल खाता है:

4 / 0.6667 = 3330 / x

जिसे हल करने पर हम पाते हैं कि x = 555 kJ

वे। थर्मोकेमिकल समीकरण के अनुसार 68 ग्राम एल्यूमीनियम ऑक्साइड के गठन के साथ, 555 kJ गर्मी इस शर्त के तहत जारी की जाती है।

उदाहरण 2

प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, थर्मोकेमिकल समीकरण जिसका

4FeS 2 (s) + 11O 2 (g) = 8SO 2 (g) + 2Fe 2 O 3 (s) + 3310 kJ

1655 kJ गर्मी जारी की। विकसित सल्फर डाइऑक्साइड की मात्रा (एल) निर्धारित करें (एन.ओ.)। (संख्या को पूर्ण पूर्णांकों में लिखिए।)

समाधान

प्रतिक्रिया के थर्मोकेमिकल समीकरण के अनुसार, SO 2 के 8 mol के बनने से 3310 kJ ऊष्मा निकलती है। हमारे मामले में, 1655 kJ ऊष्मा जारी की गई थी। मान लीजिए इस स्थिति में बनने वाले पदार्थ SO 2 की मात्रा x mol के बराबर है। तब निम्नलिखित अनुपात उचित है:

8 मोल SO 2 - 3310 kJ

एक्स मोल एसओ 2 - 1655 केजे

जिससे समीकरण इस प्रकार है:

8 / x = ३३१०/१६५५

जिसे हल करते हुए, हम पाते हैं कि:

इस प्रकार, इस स्थिति में बनने वाले पदार्थ SO 2 की मात्रा 4 mol है। इसलिए, इसका आयतन है:

वी (एसओ 2) = वी एम ∙ एन (एसओ 2) = 22.4 एल / मोल ∙ 4 मोल = 89.6 एल ≈ 90 एल(पूर्णांक तक गोल करें, क्योंकि यह स्थिति में आवश्यक है।)

रासायनिक प्रतिक्रिया के ऊष्मीय प्रभाव पर अधिक विस्तृत समस्याएं पाई जा सकती हैं।

7. मानक परिस्थितियों में प्रतिक्रिया की गर्मी की गणना करें:फे 2 ओ 3 (टी) + 3 सीओ (जी) = 2 फे (टी) + 3 सीओ 2 (जी), अगर गठन की गर्मी: फे 2 ओ 3 (टी) = - 821.3 केजे / एमओएल; सीओ (जी ) = - ११०.५ केजे / मोल;

सीओ 2 (जी) = - 393.5 केजे / मोल।

Fe 2 O 3 (t) + 3 CO (g) = 2 Fe (t) + 3 CO 2 (g),

प्रारंभिक सामग्री और प्रतिक्रिया उत्पादों के दहन के मानक गर्मी प्रभावों को जानने के बाद, हम मानक परिस्थितियों में प्रतिक्रिया के गर्मी प्रभाव की गणना करते हैं:

16. तापमान पर रासायनिक प्रतिक्रिया की दर की निर्भरता। वानट हॉफ का नियम। प्रतिक्रिया का तापमान गुणांक।

केवल सक्रिय अणुओं के बीच टकराव, जिसकी औसत ऊर्जा प्रतिक्रिया में प्रतिभागियों की औसत ऊर्जा से अधिक होती है, प्रतिक्रियाओं को जन्म देती है।

जब एक निश्चित सक्रियण ऊर्जा E (औसत से अधिक ऊर्जा) अणुओं को प्रदान की जाती है, तो अणुओं में परमाणुओं की परस्पर क्रिया की संभावित ऊर्जा कम हो जाती है, अणुओं के अंदर के बंधन कमजोर हो जाते हैं, अणु प्रतिक्रियाशील हो जाते हैं।

सक्रियण ऊर्जा आवश्यक रूप से बाहर से आपूर्ति नहीं की जाती है; यह अणुओं के कुछ हिस्से को उनके टकराव के दौरान ऊर्जा का पुनर्वितरण करके प्रदान किया जा सकता है। बोल्ट्जमैन के अनुसार, एन अणुओं में निम्नलिखित सक्रिय अणुओं की संख्या एन बढ़ी हुई ऊर्जा के साथ है:

एन एन ई - ई / आरटी  (1)

जहां ई सक्रियण ऊर्जा है, औसत स्तर की तुलना में ऊर्जा की आवश्यक अतिरिक्त दिखा रहा है कि प्रतिक्रिया संभव होने के लिए अणुओं के पास होना चाहिए; शेष पद सर्वविदित हैं।

दो तापमानों टी 1 और टी 2 के लिए थर्मल सक्रियण के साथ, दर स्थिरांक का अनुपात होगा:

जो आपको दो अलग-अलग तापमान टी 1 और टी 2 पर प्रतिक्रिया दर को मापकर सक्रियण ऊर्जा निर्धारित करने की अनुमति देता है।

तापमान में 10 0 की वृद्धि से प्रतिक्रिया दर 2 - 4 गुना बढ़ जाती है (अनुमानित वानट हॉफ नियम)। तापमान में 10 0 की वृद्धि के साथ प्रतिक्रिया दर कितनी बार बढ़ती है (इसलिए दर स्थिर) यह दर्शाती है कि प्रतिक्रिया का तापमान गुणांक कहा जाता है:

इसका मतलब है, उदाहरण के लिए, 2 ( = 2) के एक कारक द्वारा औसत दर में पारंपरिक रूप से स्वीकृत वृद्धि के लिए तापमान में 100 0 की वृद्धि के साथ, प्रतिक्रिया दर 2 10 से बढ़ जाती है, अर्थात। लगभग १००० बार, और पर = ४ - ४ १० बार, अर्थात्। 1,000,000 बार। वैंट हॉफ नियम एक संकीर्ण सीमा में अपेक्षाकृत कम तापमान पर होने वाली प्रतिक्रियाओं के लिए लागू होता है। बढ़ते तापमान के साथ प्रतिक्रिया दर में तेज वृद्धि को इस तथ्य से समझाया जाता है कि इस मामले में सक्रिय अणुओं की संख्या तेजी से बढ़ जाती है।

25. वैंट हॉफ की रासायनिक प्रतिक्रिया के समताप मंडल का समीकरण।

एक मनमानी प्रतिक्रिया के लिए सामूहिक कार्रवाई के नियम के अनुसार

ए + बीबी = सीसी + डीडी

प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया की दर के लिए समीकरण लिखा जा सकता है:

और विपरीत प्रतिक्रिया की गति के लिए:

जैसे-जैसे प्रतिक्रिया बाएं से दाएं आगे बढ़ती है, पदार्थ ए और बी की सांद्रता कम हो जाती है और प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया की गति कम हो जाती है। दूसरी ओर, जैसे-जैसे प्रतिक्रिया उत्पाद सी और डी जमा होते हैं, दाएं से बाएं प्रतिक्रिया दर में वृद्धि होगी। एक क्षण आता है जब वेग 1 और υ 2 समान हो जाते हैं, सभी पदार्थों की सांद्रता अपरिवर्तित रहती है, इसलिए,

जहां से के सी = के 1 / के 2 =

निरंतर मूल्य Кс, आगे और रिवर्स प्रतिक्रियाओं के दर स्थिरांक के अनुपात के बराबर, प्रारंभिक पदार्थों के संतुलन सांद्रता और उनकी बातचीत के उत्पादों (उनके स्टोइकोमेट्रिक गुणांक की डिग्री में) के माध्यम से संतुलन स्थिति का मात्रात्मक रूप से वर्णन करता है और है संतुलन स्थिरांक कहते हैं। संतुलन स्थिरांक केवल दिए गए तापमान के लिए स्थिर होता है, अर्थात।

के सी = एफ (टी)। यह एक अनुपात द्वारा रासायनिक प्रतिक्रिया के संतुलन स्थिरांक को व्यक्त करने के लिए प्रथागत है, जिसका अंश प्रतिक्रिया उत्पादों के संतुलन दाढ़ सांद्रता का उत्पाद है, और हर प्रारंभिक पदार्थों की सांद्रता का उत्पाद है।

यदि प्रतिक्रिया के घटक आदर्श गैसों का मिश्रण हैं, तो संतुलन स्थिरांक (K p) घटकों के आंशिक दबावों के माध्यम से व्यक्त किया जाता है:

K r से K s तक जाने के लिए, हम अवस्था P · V = n · R · T के समीकरण का उपयोग करते हैं। जहां तक ​​कि

यह समीकरण से निम्नानुसार है कि K p = K s बशर्ते कि प्रतिक्रिया गैस चरण में मोल की संख्या को बदले बिना आगे बढ़े, अर्थात। जब (सी + डी) = (ए + बी)।

यदि प्रतिक्रिया निरंतर P और T या V और T पर स्वतःस्फूर्त रूप से आगे बढ़ती है, तो इस प्रतिक्रिया के G और F के मान समीकरणों से प्राप्त किए जा सकते हैं:

जहां सी ए, सी बी, सी सी, सी डी - प्रारंभिक पदार्थों और प्रतिक्रिया उत्पादों की गैर-संतुलन सांद्रता।

जहां , , , Р D - प्रारंभिक सामग्री और प्रतिक्रिया उत्पादों का आंशिक दबाव।

अंतिम दो समीकरणों को वैंट हॉफ रासायनिक प्रतिक्रिया इज़ोटेर्म समीकरण कहा जाता है। यह अनुपात प्रारंभिक पदार्थों की विभिन्न सांद्रता पर इसकी दिशा निर्धारित करने के लिए, प्रतिक्रिया के G और F के मूल्यों की गणना करना संभव बनाता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि, दोनों गैसीय प्रणालियों के लिए और समाधान के लिए, प्रतिक्रिया में ठोस की भागीदारी के साथ (यानी, विषम प्रणालियों के लिए), ठोस चरण की एकाग्रता संतुलन स्थिरांक के लिए अभिव्यक्ति में शामिल नहीं है, क्योंकि यह एकाग्रता व्यावहारिक रूप से स्थिर है। तो, प्रतिक्रिया के लिए

2 सीओ (जी) = सीओ 2 (जी) + सी (टी)

संतुलन स्थिरांक को इस प्रकार लिखा जाता है

तापमान पर संतुलन स्थिरांक की निर्भरता (तापमान T 2 के सापेक्ष तापमान T 1 के लिए) निम्नलिखित वैंट हॉफ समीकरण द्वारा व्यक्त की जाती है:

जहां 0 प्रतिक्रिया का ऊष्मीय प्रभाव है।

एक एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया के लिए (प्रतिक्रिया गर्मी के अवशोषण के साथ आगे बढ़ती है), बढ़ते तापमान के साथ संतुलन निरंतर बढ़ता है, सिस्टम, जैसा कि यह था, हीटिंग का प्रतिरोध करता है।

34. परासरण, आसमाटिक दबाव। वैंट हॉफ समीकरण और आसमाटिक गुणांक।

ऑस्मोसिस एक अर्धपारगम्य झिल्ली के माध्यम से विलायक के अणुओं की सहज गति है, जो कम सांद्रता के घोल से उच्च सांद्रता वाले घोल में अलग-अलग सांद्रता के घोल को अलग करता है, जो बाद वाले के कमजोर पड़ने की ओर जाता है। एक सिलोफ़न फिल्म को अक्सर छोटे छिद्रों के माध्यम से एक अर्धपारगम्य झिल्ली के रूप में उपयोग किया जाता है, जिसमें से केवल छोटे-मात्रा वाले विलायक अणु ही चुनिंदा रूप से गुजर सकते हैं और उच्च-आणविक पदार्थों के लिए और कम-आणविक वाले के लिए बड़े या सॉल्वेटेड अणुओं या आयनों को बनाए रखा जाता है। कॉपर फेरोसाइनाइड। सॉल्वेंट ट्रांसफर (ऑस्मोसिस) की प्रक्रिया को उच्च सांद्रता वाले घोल में बाहरी हाइड्रोस्टेटिक दबाव लागू करके रोका जा सकता है (संतुलन की स्थिति के तहत, यह तथाकथित आसमाटिक दबाव होगा, जिसे अक्षर द्वारा दर्शाया जाएगा)। गैर-इलेक्ट्रोलाइट समाधानों में  के मान की गणना करने के लिए, अनुभवजन्य वैन्ट हॉफ समीकरण का उपयोग किया जाता है:

जहाँ C पदार्थ की मोलल सांद्रता है, mol / kg;

आर - सार्वभौमिक गैस स्थिरांक, जे / मोल · के।

आसमाटिक दबाव का परिमाण किसी दिए गए घोल में घुले एक या अधिक पदार्थों के अणुओं की संख्या (सामान्य स्थिति में, कणों की संख्या) के समानुपाती होता है, और यह उनकी प्रकृति और विलायक की प्रकृति पर निर्भर नहीं करता है। . मजबूत या कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान में, अणुओं के पृथक्करण के कारण व्यक्तिगत कणों की कुल संख्या बढ़ जाती है, इसलिए संबंधित आनुपातिकता गुणांक, जिसे आइसोटोनिक गुणांक कहा जाता है, को आसमाटिक दबाव की गणना के लिए समीकरण में दर्ज किया जाना चाहिए।

सी आर टी,

जहां मैं आइसोटोनिक गुणांक है, जिसकी गणना इस पदार्थ के अणुओं की प्रारंभिक संख्या में आयनों और गैर-पृथक इलेक्ट्रोलाइट अणुओं की संख्या के योग के अनुपात के रूप में की जाती है।

तो, यदि इलेक्ट्रोलाइट के पृथक्करण की डिग्री, अर्थात। आयनों में विघटित अणुओं की संख्या और विलेय के अणुओं की कुल संख्या का अनुपात है और इलेक्ट्रोलाइट अणु n आयनों में विघटित हो जाता है, तो आइसोटोनिक गुणांक की गणना निम्नानुसार की जाती है:

मैं = 1 + (एन -1) , (i> 1)।

मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए, आप  = 1 ले सकते हैं, फिर i = n, और गुणांक i (1 से भी अधिक) को ऑस्मोटिक गुणांक कहा जाता है।

परासरण की घटना का पौधे और जानवरों के जीवों के लिए बहुत महत्व है, क्योंकि कई पदार्थों के समाधान के संबंध में उनकी कोशिकाओं की झिल्लियों में एक अर्धपारगम्य झिल्ली के गुण होते हैं। वी स्वच्छ जलकुछ मामलों में झिल्ली के टूटने तक, और लवण की उच्च सांद्रता वाले घोल में, इसके विपरीत, आकार में कमी हो जाती है और पानी की एक बड़ी हानि के कारण कोशिका सिकुड़ जाती है। इसलिए, भोजन को संरक्षित करते समय, उनमें बड़ी मात्रा में नमक या चीनी मिलाया जाता है। ऐसी स्थितियों में सूक्ष्मजीवों की कोशिकाएं महत्वपूर्ण मात्रा में पानी खो देती हैं और मर जाती हैं।

थर्मोकैमिस्ट्री रासायनिक प्रतिक्रियाओं के थर्मल प्रभावों का अध्ययन करती है। कई मामलों में, ये प्रतिक्रियाएं स्थिर मात्रा या स्थिर दबाव पर होती हैं। ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम से यह निम्नानुसार है कि इन परिस्थितियों में गर्मी राज्य का एक कार्य है। स्थिर आयतन पर, ऊष्मा आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन के बराबर होती है:

और निरंतर दबाव पर - थैलेपी में परिवर्तन:

रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर लागू होने वाली ये समानताएं इसका सार बनाती हैं: हेस का नियम:

स्थिर दबाव या स्थिर आयतन पर होने वाली रासायनिक प्रतिक्रिया का ऊष्मीय प्रभाव प्रतिक्रिया के मार्ग पर निर्भर नहीं करता है, बल्कि केवल अभिकारकों और प्रतिक्रिया उत्पादों की स्थिति से निर्धारित होता है।

दूसरे शब्दों में, रासायनिक प्रतिक्रिया का ऊष्मीय प्रभाव राज्य के कार्य में परिवर्तन के बराबर होता है।
थर्मोकैमिस्ट्री में, थर्मोडायनामिक्स के अन्य अनुप्रयोगों के विपरीत, गर्मी को सकारात्मक माना जाता है यदि इसे जारी किया जाता है वातावरण, अर्थात। अगर एच < 0 или यू < 0. Под тепловым эффектом химической реакции понимают значение एच(जिसे केवल "प्रतिक्रिया की एन्थैल्पी" कहा जाता है) या यूप्रतिक्रियाएं।

यदि प्रतिक्रिया समाधान में या ठोस चरण में आगे बढ़ती है, जहां मात्रा परिवर्तन नगण्य है, तो

एच = यू + (पीवी) यू. (3.3)

यदि अभिक्रिया में आदर्श गैसें शामिल हैं, तो स्थिर तापमान पर

एच = यू + (पीवी) = यू+ एन. आर टी, (3.4)

जहाँ n अभिक्रिया में गैसों के मोलों की संख्या में परिवर्तन है।

विभिन्न अभिक्रियाओं की एन्थैल्पी की तुलना को सुगम बनाने के लिए "मानक अवस्था" शब्द का प्रयोग किया जाता है। मानक अवस्था 1 बार (= 10 5 Pa) के दबाव और दिए गए तापमान पर शुद्ध पदार्थ की स्थिति है. गैसों के लिए, यह 1 बार के दबाव पर एक काल्पनिक अवस्था है, जिसमें असीम रूप से दुर्लभ गैस के गुण होते हैं। तापमान पर मानक अवस्थाओं में पदार्थों के बीच अभिक्रिया की एन्थैल्पी टी, निरूपित करें ( आरका अर्थ है "प्रतिक्रिया")। थर्मोकेमिकल समीकरणों में, न केवल पदार्थों के सूत्र इंगित किए जाते हैं, बल्कि उनकी कुल अवस्था या क्रिस्टलीय संशोधन भी होते हैं।

हेस के नियम से महत्वपूर्ण परिणाम सामने आते हैं जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एन्थैल्पी की गणना करना संभव बनाते हैं।

कोरोलरी १.

प्रतिक्रिया उत्पादों और अभिकर्मकों के गठन के मानक उत्साह के बीच अंतर के बराबर है (स्टोइकोमेट्रिक गुणांक को ध्यान में रखते हुए):

किसी पदार्थ के बनने की मानक एन्थैल्पी (ऊष्मा) (एफमतलब "गठन") किसी दिए गए तापमान पर इस पदार्थ के एक मोल के गठन की प्रतिक्रिया की थैलीपी कहा जाता है तत्वों काजो सबसे स्थिर मानक अवस्था में हैं। इस परिभाषा के अनुसार, किसी भी तापमान पर मानक अवस्था में सबसे स्थिर सरल पदार्थों के निर्माण की एन्थैल्पी 0 होती है। संदर्भ पुस्तकों में 298 K के तापमान पर पदार्थों के बनने की मानक एन्थैल्पी दी गई है।

अवधारणा "गठन की थैलीपी" का उपयोग न केवल सामान्य पदार्थों के लिए किया जाता है, बल्कि समाधान में आयनों के लिए भी किया जाता है। इस मामले में, एच + आयन को संदर्भ बिंदु के रूप में लिया जाता है, जिसके लिए जलीय घोल में गठन की मानक थैलेपी को शून्य माना जाता है:

कोरोलरी २. रासायनिक अभिक्रिया की मानक एन्थैल्पी

अभिकर्मकों और प्रतिक्रिया उत्पादों के दहन के उत्साह के बीच अंतर के बराबर है (स्टोइकोमेट्रिक गुणांक को ध्यान में रखते हुए):

(सीमतलब "दहन")। किसी पदार्थ के दहन की मानक एन्थैल्पी (ऊष्मा) किसी पदार्थ के एक मोल के पूर्ण ऑक्सीकरण की अभिक्रिया की एन्थैल्पी कहलाती है। इस परिणाम का उपयोग आमतौर पर कार्बनिक प्रतिक्रियाओं के थर्मल प्रभावों की गणना के लिए किया जाता है।

कोरोलरी 3. रासायनिक अभिक्रिया की एन्थैल्पी टूटे और बने रासायनिक बंधों की ऊर्जाओं के बीच के अंतर के बराबर होती है।

संचार की ऊर्जा से ए-बी बंधन को तोड़ने और परिणामी कणों को अनंत दूरी तक अलग करने के लिए आवश्यक ऊर्जा है:

एबी (जी) ए (जी) + बी (जी)।

बंधन ऊर्जा हमेशा सकारात्मक होती है।

संदर्भ पुस्तकों में अधिकांश थर्मोकेमिकल डेटा 298 K के तापमान पर दिए गए हैं। अन्य तापमानों पर थर्मल प्रभावों की गणना करने के लिए, उपयोग किया जाता है किरचॉफ समीकरण:

(अंतर रूप) (3.7)

(अभिन्न रूप) (3.8)

कहां सी पी- प्रतिक्रिया उत्पादों और प्रारंभिक पदार्थों की समदाब रेखीय ताप क्षमता के बीच का अंतर। यदि अंतर टी 2 - टी 1 छोटा है, तो आप ले सकते हैं सी पी= स्थिरांक बड़े तापमान अंतर के साथ, तापमान निर्भरता का उपयोग करना आवश्यक है सी पी(टी) प्रकार:

जहां गुणांक ए, बी, सीआदि। अलग-अलग पदार्थों के लिए, उन्हें संदर्भ पुस्तक से लिया जाता है, और संकेत उत्पादों और अभिकर्मकों (गुणांक को ध्यान में रखते हुए) के बीच अंतर को दर्शाता है।

उदाहरण

उदाहरण 3-1। 298 K पर द्रव और गैसीय जल के बनने की मानक एन्थैल्पी क्रमशः -285.8 और -241.8 kJ/mol हैं। इस ताप पर जल के वाष्पन एन्थैल्पी की गणना कीजिए।

समाधान... गठन की थैलेपीज़ निम्नलिखित प्रतिक्रियाओं के अनुरूप हैं:

एच 2 (जी) + ЅO 2 (जी) = एच 2 ओ (जी), एच 1 0 = -285.8;

एच 2 (जी) + ЅO 2 (जी) = एच 2 ओ (जी), एच 2 0 = -241.8.

दूसरी प्रतिक्रिया दो चरणों में की जा सकती है: पहली प्रतिक्रिया के अनुसार तरल पानी बनाने के लिए हाइड्रोजन को जलाया जाता है, और फिर पानी वाष्पित हो जाता है:

एच 2 ओ (जी) = एच 2 ओ (जी), एच 0 आईएसपी =?

तब हेस के नियम के अनुसार,

एच 1 0 + एच 0 आईएसपी = एच 2 0 ,

कहां एच 0 आईएसपी = -241.8 - (-285.8) = 44.0 केजे / मोल।

उत्तर। 44.0 केजे / मोल।

उदाहरण 3-2।प्रतिक्रिया की थैलीपी की गणना करें

6सी (जी) + 6 एच (जी) = सी 6 एच 6 (जी)

क) गठन की एन्थैल्पी द्वारा; बी) बांड ऊर्जा द्वारा, यह मानते हुए कि सी ६ एच ६ अणु में दोहरे बंधन निश्चित हैं।

समाधान... a) गठन की एन्थैल्पी (kJ / mol में) संदर्भ पुस्तक में पाई जाती है (उदाहरण के लिए, P.W. Atkins, Physical Chemistry, 5th Edition, pp. C9-C15): एफ एच 0 (सी ६ एच ६ (जी)) = ८२.९३, एफ एच 0 (सी (जी)) = ७१६.६८, एफ एच 0 (एच (जी)) = 217.97। प्रतिक्रिया की थैलीपी है:

आर एच 0 = 82.93 - 6 716.68 - 6 217.97 = -5525 केजे / मोल।

b) इस प्रतिक्रिया में, रासायनिक बंधन टूटते नहीं हैं, बल्कि बनते हैं। फिक्स्ड डबल बॉन्ड के सन्निकटन में, C 6 H 6 अणु में 6 C-H बॉन्ड, 3 C-C बॉन्ड और 3 C = C बॉन्ड होते हैं। बॉन्ड एनर्जी (kJ / mol में) (P.W. एटकिंस, फिजिकल केमिस्ट्री, 5वां संस्करण, p. C7): इ(सी-एच) = ४१२, इ(सी-सी) = ३४८, इ(सी = सी) = 612. प्रतिक्रिया की उत्साह है:

आर एच 0 = - (6 412 + 3 348 + 3 612) = -5352 kJ / mol।

सटीक परिणाम -5525 kJ / mol के साथ अंतर इस तथ्य के कारण है कि बेंजीन अणु में C-C सिंगल बॉन्ड नहीं होते हैं और C = C डबल बॉन्ड होते हैं, लेकिन 6 सुगंधित C C बॉन्ड होते हैं।

उत्तर। ए) -5525 केजे / एमओएल; बी) -5352 केजे / मोल।

उदाहरण 3-3।संदर्भ डेटा का उपयोग करके प्रतिक्रिया की थैलीपी की गणना करें

3Cu (s) + 8HNO 3 (aq) = 3Cu (NO 3) 2 (aq) + 2NO (g) + 4H 2 O (g)

समाधान... संक्षिप्त आयनिक प्रतिक्रिया समीकरण है:

3Cu (s) + 8H + (aq) + 2NO 3 - (aq) = 3Cu 2+ (aq) + 2NO (g) + 4H 2 O (l)।

हेस के नियम के अनुसार अभिक्रिया की एन्थैल्पी है:

आर एच 0 = 4एफ एच 0 (एच 2 ओ (जी)) + 2 एफ एच 0 (नहीं (जी)) + 3 एफ एच 0 (घन 2+ (aq)) - 2 एफ एच 0 (संख्या 3 - (एक्यू))

(तांबे और एच + आयन के गठन की थैलेपी बराबर हैं, परिभाषा के अनुसार, 0)। गठन की एन्थैल्पी (P.W. Atkins, Physical Chemistry, 5th Edition, pp. C9-C15) के मूल्यों को प्रतिस्थापित करते हुए, हम पाते हैं:

आर एच 0 = 4 (-285.8) + 2 90.25 + 3 64.77 - 2 (-205.0) = -358.4 kJ

(तांबे के तीन मोल पर आधारित)।

उत्तर। -358.4 केजे।

उदाहरण 3-4।१००० K पर मिथेन के दहन की एन्थैल्पी की गणना करें, २९८ K पर गठन की एन्थैल्पी दी गई है: एफ एच 0 (सीएच 4) = -17.9 किलो कैलोरी / मोल, एफ एच 0 (सीओ 2) = -94.1 किलो कैलोरी / मोल, एफ एच 0 (एच 2 ओ (जी)) = -57.8 किलो कैलोरी / मोल। 298 से 1000 K की सीमा में गैसों की ऊष्मा क्षमता (cal / (mol। K) में) बराबर होती है:

सी पी (सीएच 4) = 3.422 + 0.0178। टी, सी पी(ओ 2) = 6.095 + 0.0033। टी,

सी पी (सीओ 2) = 6.396 + 0.0102। टी, सी पी(एच 2 ओ (जी)) = 7.188 + 0.0024। टी.

समाधान... मीथेन दहन प्रतिक्रिया की थैलीपी

सीएच 4 (जी) + 2 ओ 2 (जी) = सीओ 2 (जी) + 2 एच 2 ओ (जी)

298 K के बराबर है:

94.1 + 2 (-57.8) - (-17.9) = -191.8 किलो कैलोरी / मोल।

आइए हम तापमान के फलन के रूप में ऊष्मा धारिता में अंतर ज्ञात करें:

सी पी = सी पी(सीओ 2) + 2 सी पी(एच 2 ओ (जी)) - सी पी(सीएच 4) - 2 सी पी(ओ 2) =
= 5.16 - 0.0094टी(कैल / (मोल। के))।

1000 K पर अभिक्रिया की एन्थैल्पी की गणना किरचॉफ समीकरण का उपयोग करके की जाती है:

= + = -191800 + 5.16
(1000-298) - 0.0094 (1000 2 -298 2) / 2 = -192500 कैल / मोल।

उत्तर। -192.5 किलो कैलोरी / मोल।

कार्य

3-1. 500 ग्राम Al (mp 658 о ,) को स्थानांतरित करने के लिए कितनी गर्मी की आवश्यकता होती है, एच 0 pl = 92.4 cal / g) कमरे के तापमान पर पिघला हुआ अवस्था में लिया जाता है यदि सी पी(अल टीवी) = 0.183 + 1.096 10 -4 टीकैल / (जी के)?

3-2. प्रतिक्रिया की मानक थैलीपी CaCO 3 (s) = CaO (s) + CO 2 (g), एक खुले बर्तन में 1000 K के तापमान पर आगे बढ़ना, 169 kJ / mol है। एक ही तापमान पर, लेकिन एक बंद बर्तन में होने वाली इस प्रतिक्रिया की गर्मी क्या है?

3-3. तरल बेंजीन के गठन की मानक आंतरिक ऊर्जा की गणना 298 K पर करें यदि गठन की मानक थैलीपी 49.0 kJ / mol है।

3-4. एन 2 ओ 5 (जी) के गठन के उत्साह की गणना करें टी= 298 K निम्नलिखित आंकड़ों के आधार पर:

2NO (g) + O 2 (g) = 2NO 2 (g), एच 1 0 = -114.2 केजे / मोल,

4एनओ 2 (जी) + ओ 2 (जी) = 2एन 2 ओ 5 (जी), एच 2 0 = -110.2 केजे / मोल,

एन 2 (जी) + ओ 2 (जी) = 2NO (जी), एच३ ० = १८२.६ केजे / मोल।

3-5. 25 डिग्री सेल्सियस पर -ग्लूकोज, -फ्रक्टोज और सुक्रोज के दहन की एन्थैल्पी -2802 के बराबर होती है,
-2810 और -5644 kJ / mol, क्रमशः। सुक्रोज हाइड्रोलिसिस की गर्मी की गणना करें।

3-6. डिबोरेन बी 2 एच 6 (जी) के गठन के उत्साह का निर्धारण करें टी= 298 K निम्नलिखित डेटा से:

बी 2 एच 6 (जी) + 3 ओ 2 (जी) = बी 2 ओ 3 (एस) + 3 एच 2 ओ (जी), एच 1 0 = -2035.6 केजे / मोल,

2बी (टीवी) + 3/2 ओ 2 (जी) = बी 2 ओ 3 (टीवी), एच२ ० = -१२७३.५ केजे / मोल,

एच 2 (जी) + 1/2 ओ 2 (जी) = एच 2 ओ (जी), एच३ ० = -२४१.८ केजे / मोल।

3-7. साधारण पदार्थों से जिंक सल्फेट के निर्माण की ऊष्मा की गणना करें टी= 298 K निम्न आँकड़ों के आधार पर।

६.१. रासायनिक प्रक्रियाओं की ऊर्जा

6.1.1. आंतरिक ऊर्जाऔर एन्थैल्पी

किसी भी प्रक्रिया में, ऊर्जा के संरक्षण के नियम का पालन किया जाता है:

क्यू = Δ यू + ए।

इस समानता का अर्थ है कि यदि निकाय को ऊष्मा Q की आपूर्ति की जाती है, तो यह आंतरिक ऊर्जा Δ U को बदलने और कार्य A करने पर खर्च की जाती है।

आंतरिक ऊर्जासिस्टम इसकी कुल आपूर्ति है, जिसमें अणुओं की अनुवाद और घूर्णी गति की ऊर्जा, परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों की गति की ऊर्जा, इलेक्ट्रॉनों के साथ नाभिक की बातचीत की ऊर्जा, नाभिक के साथ नाभिक आदि शामिल हैं। पूरे सिस्टम की गतिज और संभावित ऊर्जा को छोड़कर, सभी प्रकार की ऊर्जा।

राज्य 1 से संक्रमण के दौरान सिस्टम द्वारा किया गया कार्य, वॉल्यूम V 1, से राज्य 2 (वॉल्यूम V 2) में निरंतर दबाव (विस्तार कार्य) की विशेषता के बराबर है:

ए = पी (वी 2 - वी 1)।

निरंतर दबाव (p = const) पर, विस्तार कार्य के लिए अभिव्यक्ति को ध्यान में रखते हुए, ऊर्जा संरक्षण कानून निम्नानुसार लिखा जाता है:

क्यू = (यू 2 + पीवी 2) - (यू 1 + पीवी 1)।

निकाय की आंतरिक ऊर्जा और उसके आयतन और दबाव के गुणनफल के योग को कहते हैं तापीय धारिताएच:

चूँकि निकाय की आंतरिक ऊर्जा का सटीक मान अज्ञात है, इसलिए एन्थैल्पी का निरपेक्ष मान भी प्राप्त नहीं किया जा सकता है। वैज्ञानिक महत्व के हैं और प्रायोगिक उपयोगएन्थैल्पी में परिवर्तन ज्ञात कीजिए N.

आंतरिक ऊर्जा यू और थैलेपी एच हैं राज्य के कार्यसिस्टम राज्य के कार्य प्रणाली की वे विशेषताएं हैं, जिनमें से परिवर्तन केवल प्रणाली की अंतिम और प्रारंभिक स्थिति से निर्धारित होते हैं, अर्थात। प्रक्रिया पथ पर निर्भर नहीं है।

6.1.2 एक्सो- और एंडोथर्मिक प्रक्रियाएं

रासायनिक प्रतिक्रियाओं का कोर्स गर्मी के अवशोषण या रिलीज के साथ होता है। एक्ज़ोथिर्मिकपर्यावरण में गर्मी की रिहाई के साथ होने वाली प्रतिक्रिया को कहा जाता है, और एन्दोठेर्मिक- पर्यावरण से गर्मी के अवशोषण के साथ।

उद्योग और प्रयोगशाला अभ्यास में कई प्रक्रियाएँ निरंतर दबाव और तापमान (T = const, p = const) पर चलती हैं। इन प्रक्रियाओं की ऊर्जा विशेषता थैलेपी में परिवर्तन है:

क्यू पी = -Δ एन।

स्थिर आयतन और तापमान पर होने वाली प्रक्रियाओं के लिए (T = const, V = const) Q V = -Δ U.

ऊष्माक्षेपी अभिक्रियाओं के लिए< 0, а в случае протекания эндотермической реакции Δ Н >0. उदाहरण के लिए,

एन 2 (जी) + ЅO 2 (जी) = एन 2 ओ (जी); ΔH 298 = + 82kJ,

सीएच 4 (जी) + 2 ओ 2 (जी) = सीओ 2 (जी) + 2 एच 2 ओ (जी); H 298 = -802kJ।

रासायनिक समीकरण, जो अतिरिक्त रूप से प्रतिक्रिया के थर्मल प्रभाव (प्रक्रिया के डीएच का मूल्य), साथ ही साथ पदार्थों और तापमान के एकत्रीकरण की स्थिति को इंगित करता है, कहा जाता है थर्मोकेमिकलसमीकरण

थर्मोकेमिकल समीकरणों में, अभिकर्मकों और परिणामी पदार्थों के चरण राज्य और एलोट्रोपिक संशोधनों को नोट किया जाता है: जी - गैसीय, जी - तरल, के - क्रिस्टलीय; एस (हीरा), एस (मोनोकल), सी (ग्रेफाइट), सी (हीरा), आदि।

6.1.3. थर्मोकैमिस्ट्री; हेस का नियम

भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाओं के साथ आने वाली ऊर्जा परिघटनाओं का अध्ययन किया जाता है ऊष्मारसायन... थर्मोकैमिस्ट्री का मूल कानून रूसी वैज्ञानिक जी.आई. 1840 में हेस।

हेस का नियम: प्रक्रिया की थैलीपी में परिवर्तन प्रारंभिक पदार्थों और प्रतिक्रिया उत्पादों के प्रकार और स्थिति पर निर्भर करता है, लेकिन प्रक्रिया के पथ पर निर्भर नहीं करता है।

थर्मोकेमिकल प्रभावों पर विचार करते समय, "प्रक्रिया की थैलीपी में परिवर्तन" की अवधारणा के बजाय अक्सर "प्रक्रिया थैलेपी" अभिव्यक्ति का उपयोग किया जाता है, इस अवधारणा द्वारा ΔH के मूल्य को दर्शाता है। ... जैसा कि ऊपर बताया गया है, केवल स्थिर दबाव पर क्यू पी = -Δ एच (स्थिर मात्रा क्यू वी = -Δ यू पर)।

इस प्रकार, पीसीएल 5 के गठन को साधारण पदार्थों की बातचीत के परिणामस्वरूप माना जा सकता है:

पी (के, सफेद) + 5/2Cl 2 (जी) = पीसीएल 5 (के); एच 1,

या कई चरणों में होने वाली प्रक्रिया के परिणामस्वरूप:

पी (जे, सफेद) + 3 / 2Cl 2 (जी) = पीसीएल 3 (जी); Δ एच २,

पीसीएल 3 (जी) + सीएल 2 (जी) = पीसीएल 5 (क्यू); Δ एच ३,

या कुल:

पी (के, सफेद) + 5/2Cl 2 (जी) = पीसीएल 5 (के); एच १ = एच २ + एच ३।

6.1.4. पदार्थों के निर्माण की एन्थैल्पी

गठन की थैलीपी स्थिर संशोधनों में सरल पदार्थों से एकत्रीकरण की एक निश्चित अवस्था में किसी पदार्थ के बनने की प्रक्रिया की थैलीपी है। उदाहरण के लिए, सोडियम सल्फेट बनने की एन्थैल्पी अभिक्रिया की एन्थैल्पी है:

2Na (k) + S (समचतुर्भुज) + 2O2 (g) = Na 2 SO 4 (k)।

सरल पदार्थों के बनने की एन्थैल्पी शून्य होती है।

चूंकि प्रतिक्रिया का ऊष्मीय प्रभाव पदार्थों की स्थिति, तापमान और दबाव पर निर्भर करता है, इसलिए जब किया जाता है थर्मोकेमिकल गणनाउपयोग करने के लिए सहमत गठन की मानक थैलेपीज़- दिए गए तापमान पर पदार्थों के निर्माण की थैलीपी in मानक स्थिति... किसी दिए गए तापमान और 101.325 kPa (1 एटीएम) के दबाव पर पदार्थ की वास्तविक स्थिति को संघनित अवस्था में पदार्थों के लिए मानक अवस्था के रूप में लिया जाता है। संदर्भ पुस्तकें आमतौर पर 25 o C (298K) के तापमान पर पदार्थों के निर्माण की मानक एंथैल्पी देती हैं, जिसे पदार्थ के 1 mol (Δ H f o 298) के रूप में संदर्भित किया जाता है। T = 298K पर कुछ पदार्थों के बनने की मानक एन्थैल्पी तालिका में दी गई है। ६.१.

तालिका ६.१.

कुछ पदार्थों के गठन की मानक थैलेपीज़ (Δ एच एफ ओ २९८)

अधिकांश जटिल पदार्थों के निर्माण की मानक एन्थैल्पी ऋणात्मक मान हैं। अस्थिर पदार्थों की एक छोटी संख्या के लिए एच एफ ओ 298> 0. ऐसे पदार्थों में, विशेष रूप से, नाइट्रोजन ऑक्साइड (II) और नाइट्रोजन ऑक्साइड (IV), तालिका 6.1 शामिल हैं।

6.1.5. रासायनिक प्रतिक्रियाओं के ऊष्मीय प्रभावों की गणना

प्रक्रियाओं की एन्थैल्पी की गणना करने के लिए, हेस कानून के एक परिणाम का उपयोग किया जाता है: प्रतिक्रिया की थैलेपी प्रतिक्रिया उत्पादों के गठन के उत्साह के योग के बराबर होती है, जो प्रारंभिक पदार्थों के गठन के उत्साह के योग को घटाती है। स्टोइकोमेट्रिक गुणांक को ध्यान में रखते हुए।

आइए कैल्सियम कार्बोनेट के अपघटन की एन्थैल्पी की गणना करें। प्रक्रिया निम्नलिखित समीकरण द्वारा वर्णित है:

सीएसीओ 3 (के) = सीएओ (के) + सीओ 2 (जी)।

इस प्रतिक्रिया की एन्थैल्पी कैल्शियम ऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड के गठन की एन्थैल्पी के योग के बराबर होगी जो कैल्शियम कार्बोनेट के गठन की थैलीपी को घटाती है:

एच ओ 298 = Δ एच एफ ओ 298 (सीएओ (सी)) + एच एफ ओ 298 (सीओ 2 (जी)) - Δ एच एफ ओ 298 (CaCO 3 (सी))।

तालिका 6.1 में डेटा का उपयोग करना। हम पाते हैं:

एच ओ 298 = - 635.1 -393.5 + 1206.8 = + 178.2 केजे।

प्राप्त आंकड़ों से, यह निम्नानुसार है कि माना प्रतिक्रिया एंडोथर्मिक है, अर्थात। गर्मी अवशोषण के साथ आगे बढ़ता है।

सीएओ (के) + सीओ 2 (के) = सीएसीओ 3 (के)

यह गर्मी की रिहाई के साथ है। इसकी एन्थैल्पी बराबर होगी

एच ओ 298 = -1206.8 +635.1 + 393.5 = -178.2 केजे।

६.२. रासायनिक प्रतिक्रिया दर

6.2.1. प्रतिक्रिया गति अवधारणा

रसायन विज्ञान का वह भाग जो रासायनिक अभिक्रियाओं की दर और क्रियाविधियों से संबंधित है, कहलाता है रासायनिक गतिकी... में से एक महत्वपूर्ण अवधारणाएंरासायनिक कैनेटीक्स में रासायनिक प्रतिक्रिया की दर है।

एक रासायनिक प्रतिक्रिया की दर प्रणाली की एक स्थिर मात्रा के साथ प्रति इकाई समय प्रतिक्रियाशील पदार्थों की एकाग्रता में परिवर्तन से निर्धारित होती है।

निम्नलिखित प्रक्रिया पर विचार करें:

मान लीजिए कि किसी समय t 1 पदार्थ A की सांद्रता c 1 के मान के बराबर है, और फिलहाल t 2 - मान c 2 के बराबर है। t 1 से t 2 के समय अंतराल में, सांद्रता में परिवर्तन s = s 2 - s 1 होगा। औसत प्रतिक्रिया दर है:

ऋणात्मक चिन्ह इसलिए रखा गया है क्योंकि जैसे-जैसे प्रतिक्रिया आगे बढ़ती है (Δ t> 0) पदार्थ की सांद्रता घटती जाती है (Δ with .)< 0), в то время, как скорость реакции является положительной величиной.

रासायनिक प्रतिक्रिया की दर प्रतिक्रियाशील पदार्थों की प्रकृति और प्रतिक्रियाओं की स्थितियों पर निर्भर करती है: एकाग्रता, तापमान, उत्प्रेरक की उपस्थिति, दबाव (गैस प्रतिक्रियाओं के लिए) और कुछ अन्य कारक। विशेष रूप से, पदार्थों के संपर्क क्षेत्र में वृद्धि के साथ, प्रतिक्रिया दर बढ़ जाती है। अभिकारकों की मिश्रण दर में वृद्धि के साथ प्रतिक्रिया दर भी बढ़ जाती है।

प्रतिक्रिया दर का संख्यात्मक मान इस बात पर भी निर्भर करता है कि प्रतिक्रिया दर की गणना के लिए किस घटक का उपयोग किया जाता है। तो, उदाहरण के लिए, प्रक्रिया की गति

एच 2 + आई 2 = 2HI,

HI सांद्रता में परिवर्तन से परिकलित अभिकर्मक H 2 या I 2 की सांद्रता में परिवर्तन से गणना की गई प्रतिक्रिया दर का दोगुना है।

6.2.2 एकाग्रता पर प्रतिक्रिया दर की निर्भरता; प्रतिक्रिया का क्रम और आणविकता

रासायनिक गतिकी का मूल नियम - सामूहिक कार्रवाई का कानून- प्रतिक्रियाशील पदार्थों की एकाग्रता पर प्रतिक्रिया दर की निर्भरता स्थापित करता है।

प्रतिक्रिया दर अभिकारकों की सांद्रता के उत्पाद के समानुपाती होती है... में दर्ज प्रतिक्रिया के लिए सामान्य दृष्टि सेकैसे

एए + बीबी = सीसी + डीडी,

एकाग्रता पर प्रतिक्रिया दर की निर्भरता का रूप है:

वी = के [ए] α [बी] β।

इस गतिज समीकरण में, k आनुपातिकता गुणांक है, जिसे कहा जाता है दर लगातार; [ए] और [बी] पदार्थ ए और बी की सांद्रता हैं। प्रतिक्रिया दर स्थिर k प्रतिक्रिया करने वाले पदार्थों की प्रकृति और तापमान पर निर्भर करता है, लेकिन उनकी सांद्रता पर निर्भर नहीं करता है। गुणांक α और β प्रयोगात्मक डेटा से पाए जाते हैं।

गतिज समीकरणों में घातांकों के योग को सामान्य कहा जाता है व्यवस्थितप्रतिक्रियाएं। घटकों में से एक के अनुसार प्रतिक्रिया के विशेष क्रम के बीच एक अंतर भी किया जाता है। उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया के लिए

एच २ + सी१ २ = २ एचसी१

गतिज समीकरण इस तरह दिखता है:

वी = के 1/2,

वे। सामान्य क्रम 1.5 है और घटकों H 2 और C1 2 के लिए प्रतिक्रिया के क्रम क्रमशः 1 और 0.5 हैं।

आण्विकताप्रतिक्रिया कणों की संख्या से निर्धारित होती है, जिनमें से एक साथ टकराव रासायनिक बातचीत का एक प्राथमिक कार्य है। प्रारंभिक अधिनियम (प्रारंभिक चरण)- अन्य कणों में कणों (अणुओं, आयनों, रेडिकल्स) के संपर्क या परिवर्तन का एक एकल कार्य। प्राथमिक प्रतिक्रियाओं के लिए, आणविकता और प्रतिक्रिया का क्रम समान होता है। यदि प्रक्रिया बहु-चरण है और इसलिए प्रतिक्रिया समीकरण के लेखन से प्रक्रिया के तंत्र का पता नहीं चलता है, तो प्रतिक्रिया का क्रम इसकी आणविकता के साथ मेल नहीं खाता है।

रासायनिक प्रतिक्रियाओं को कई चरणों में आगे बढ़ते हुए सरल (एक-चरण) और जटिल में विभाजित किया जाता है।

मोनोमोलेक्यूलर प्रतिक्रियाएक प्रतिक्रिया है जिसमें एक प्राथमिक कार्य एक अणु का रासायनिक परिवर्तन है। उदाहरण के लिए:

सीएच 3 सीएचओ (जी) = सीएच 4 (जी) + सीओ (जी)।

द्वि-आणविक प्रतिक्रिया- एक प्रतिक्रिया, एक प्राथमिक क्रिया जिसमें दो कण टकराते हैं। उदाहरण के लिए:

एच 2 (जी) + आई 2 (जी) = 2 एचआई (जी)।

त्रिआण्विक प्रतिक्रिया- एक साधारण प्रतिक्रिया, जिसका प्राथमिक कार्य तीन अणुओं की एक साथ टक्कर के साथ किया जाता है। उदाहरण के लिए:

2NO (g) + O 2 (g) = 2 NO 2 (g)।

यह पाया गया कि तीन से अधिक अणुओं की एक साथ टक्कर, जिससे प्रतिक्रिया उत्पादों का निर्माण होता है, व्यावहारिक रूप से असंभव है।

द्रव्यमान क्रिया का नियम ठोस पदार्थों से संबंधित प्रतिक्रियाओं पर लागू नहीं होता है, क्योंकि उनकी सांद्रता स्थिर होती है और वे केवल सतह पर प्रतिक्रिया करते हैं। ऐसी प्रतिक्रियाओं की दर प्रतिक्रियाशील पदार्थों के बीच संपर्क सतह के आकार पर निर्भर करती है।

6.2.3. तापमान पर प्रतिक्रिया दर की निर्भरता

बढ़ते तापमान के साथ रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर बढ़ जाती है। यह वृद्धि अणुओं की गतिज ऊर्जा में वृद्धि के कारण होती है। 1884 में, डच रसायनज्ञ वैन्ट हॉफ ने एक नियम तैयार किया: जब तापमान हर 10 डिग्री पर बढ़ता है, तो रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर 2-4 गुना बढ़ जाती है।

वैंट हॉफ का नियम इस प्रकार लिखा गया है:

,

जहां वी टी 1 और वी टी 2 तापमान टी 1 और टी 2 पर प्रतिक्रिया दर हैं; - गति का तापमान गुणांक, 2 - 4 के बराबर।

प्रतिक्रिया दर पर तापमान के प्रभाव का अनुमान लगाने के लिए वानट हॉफ के नियम का उपयोग किया जाता है। तापमान पर स्थिर प्रतिक्रिया दर की निर्भरता का वर्णन करने वाला एक अधिक सटीक समीकरण 1889 में स्वीडिश वैज्ञानिक एस। अरहेनियस द्वारा प्रस्तावित किया गया था:

.

अरहेनियस समीकरण में, ए स्थिर है, ई एक सक्रियण ऊर्जा है (जे / एमओएल); टी - तापमान, के।

अरहेनियस के अनुसार, सभी आणविक टकरावों से रासायनिक परिवर्तन नहीं होते हैं। केवल कुछ अतिरिक्त ऊर्जा वाले अणु ही प्रतिक्रिया करने में सक्षम होते हैं। यह अतिरिक्त ऊर्जा जो टकराने वाले कणों के बीच होने वाली प्रतिक्रिया के लिए होनी चाहिए, कहलाती है सक्रियण ऊर्जा.

६.३. उत्प्रेरण और उत्प्रेरक को समझना

उत्प्रेरक एक पदार्थ है जो रासायनिक प्रतिक्रिया की दर को बदलता है, लेकिन प्रतिक्रिया के अंत में रासायनिक रूप से अपरिवर्तित रहता है।

कुछ उत्प्रेरक प्रतिक्रिया को तेज करते हैं, अन्य को कहा जाता है अवरोधकों, इसके पाठ्यक्रम को धीमा करें। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन पेरोक्साइड H2O2 के उत्प्रेरक के रूप में MnO2 की थोड़ी मात्रा के अलावा हिंसक अपघटन का कारण बनता है:

2 एच 2 ओ 2 - (एमएनओ 2) 2 एच 2 ओ + ओ 2।

सल्फ्यूरिक एसिड की थोड़ी मात्रा की उपस्थिति में, एच 2 ओ 2 के अपघटन की दर में कमी देखी गई है। इस प्रतिक्रिया में, सल्फ्यूरिक एसिड एक अवरोधक के रूप में कार्य करता है।

इस पर निर्भर करते हुए कि उत्प्रेरक अभिकारकों के समान चरण में है या एक स्वतंत्र चरण बनाता है, के बीच एक अंतर किया जाता है सजातीयतथा विषम उत्प्रेरण.

सजातीय उत्प्रेरण

सजातीय उत्प्रेरण के मामले में, अभिकारक और उत्प्रेरक एक ही चरण में होते हैं, उदाहरण के लिए गैसीय। उत्प्रेरक की क्रिया का तंत्र इस तथ्य पर आधारित है कि यह मध्यवर्ती बनाने के लिए अभिकारकों के साथ बातचीत करता है।

आइए उत्प्रेरक की क्रिया के तंत्र पर विचार करें। उत्प्रेरक की अनुपस्थिति में अभिक्रिया

यह बहुत धीमी गति से बहती है। उत्प्रेरक प्रारंभिक सामग्री (उदाहरण के लिए, पदार्थ बी) के साथ एक प्रतिक्रियाशील मध्यवर्ती बनाता है:

जो अंतिम प्रतिक्रिया उत्पाद बनाने के लिए एक अन्य प्रारंभिक सामग्री के साथ सख्ती से प्रतिक्रिया करता है:

वीके + ए = एबी + के।

सजातीय उत्प्रेरण होता है, उदाहरण के लिए, सल्फर (IV) ऑक्साइड के सल्फर (VI) ऑक्साइड के ऑक्सीकरण के दौरान, जो नाइट्रोजन ऑक्साइड की उपस्थिति में होता है।

सजातीय प्रतिक्रिया

2 SO 2 + O 2 = 2 SO 3

उत्प्रेरक की अनुपस्थिति में, यह बहुत धीमी गति से चलता है। लेकिन एक उत्प्रेरक (NO) की शुरूआत के साथ, एक मध्यवर्ती यौगिक (NO2) बनता है:

ओ 2 + 2 नहीं = 2 नहीं 2,

जो SO2 को आसानी से ऑक्सीकृत कर देता है:

सं 2 + एसओ 2 = एसओ 3 + नहीं।

बाद की प्रक्रिया की सक्रियता ऊर्जा बहुत कम है, इसलिए प्रतिक्रिया उच्च दर पर आगे बढ़ती है। इस प्रकार, उत्प्रेरक का प्रभाव प्रतिक्रिया की सक्रियता ऊर्जा में कमी के लिए कम हो जाता है।

विषम उत्प्रेरण

विषम उत्प्रेरण में, उत्प्रेरक और अभिकारक विभिन्न चरणों में होते हैं। उत्प्रेरक आमतौर पर ठोस होता है और अभिकारक तरल या गैसीय होते हैं। विषम उत्प्रेरण में, प्रक्रिया का त्वरण आमतौर पर उत्प्रेरक सतह की उत्प्रेरक क्रिया से जुड़ा होता है।

उत्प्रेरक कार्रवाई की उनकी चयनात्मकता (चयनात्मकता) द्वारा प्रतिष्ठित हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, 300 o C पर एक एल्यूमीनियम ऑक्साइड उत्प्रेरक Al 2 O 3 की उपस्थिति में, एथिल अल्कोहल से पानी और एथिलीन प्राप्त होते हैं:

सी 2 एच 5 ओएच - (अल 2 ओ 3) सी 2 एच 4 + एच 2 ओ।

एक ही तापमान पर, लेकिन उत्प्रेरक के रूप में कॉपर Cu की उपस्थिति में, एथिल अल्कोहल का निर्जलीकरण होता है:

सी 2 एच 5 ओएच - (सीयू) सीएच 3 सीएचओ + एच 2।

कुछ पदार्थों की थोड़ी मात्रा उत्प्रेरक (उत्प्रेरक विषाक्तता) की गतिविधि को कम या पूरी तरह से नष्ट कर देती है। ऐसे पदार्थ कहलाते हैं उत्प्रेरक जहर... उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन एनएच 3 के संश्लेषण में लौह उत्प्रेरक के प्रतिवर्ती विषाक्तता का कारण बनता है। ऑक्सीजन से शुद्ध किए गए नाइट्रोजन और हाइड्रोजन के ताजा मिश्रण को पारित करके उत्प्रेरक गतिविधि को बहाल किया जा सकता है। एनएच 3 के संश्लेषण के दौरान सल्फर उत्प्रेरक की अपरिवर्तनीय विषाक्तता का कारण बनता है। एन 2 + एच 2 के ताजा मिश्रण को पारित करके इसकी गतिविधि को अब बहाल नहीं किया जा सकता है।

प्रतिक्रिया उत्प्रेरक की क्रिया को बढ़ाने वाले पदार्थ कहलाते हैं प्रमोटरों, या सक्रियकर्ता(प्लैटिनम उत्प्रेरक का प्रचार, उदाहरण के लिए, लोहा या एल्यूमीनियम जोड़कर किया जाता है)।

विषम उत्प्रेरण का तंत्र अधिक जटिल है। इसे समझाने के लिए उत्प्रेरण के अधिशोषण सिद्धांत का प्रयोग किया जाता है। उत्प्रेरक की सतह विषमांगी होती है, इसलिए उस पर तथाकथित सक्रिय स्थल होते हैं। अभिकारकों का अधिशोषण सक्रिय स्थलों पर होता है। बाद की प्रक्रिया के कारण प्रतिक्रिया करने वाले अणु अभिसरण करते हैं और उनकी रासायनिक गतिविधि को बढ़ाते हैं, क्योंकि परमाणुओं के बीच का बंधन सोखने वाले अणुओं में कमजोर हो जाता है, और परमाणुओं के बीच की दूरी बढ़ जाती है।

दूसरी ओर, यह माना जाता है कि विषम उत्प्रेरण में उत्प्रेरक का त्वरित प्रभाव इस तथ्य के कारण होता है कि अभिकारक मध्यवर्ती यौगिक बनाते हैं (जैसा कि सजातीय उत्प्रेरण के मामले में), जिससे सक्रियण ऊर्जा में कमी आती है।

६.४. रासायनिक संतुलन

अपरिवर्तनीय और प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाएं

केवल एक दिशा में बहने वाली और समाप्त होने वाली प्रतिक्रियाएं पूर्ण परिवर्तनप्रारंभिक पदार्थों को अंतिम पदार्थों में अपरिवर्तनीय कहा जाता है।

अपरिवर्तनीय, अर्थात्। अंत तक आगे बढ़ने वाली प्रतिक्रियाएं हैं जिनमें

रासायनिक अभिक्रियाएँ जो विपरीत दिशाओं में जा सकती हैं, उत्क्रमणीय कहलाती हैं।विशिष्ट प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाएं अमोनिया संश्लेषण और सल्फर (IV) ऑक्साइड के सल्फर (VI) ऑक्साइड के ऑक्सीकरण की प्रतिक्रियाएं हैं:

एन 2 + 3 एच 2 2 एनएच 3,

2 SO 2 + O 2 2 SO 3.

उत्क्रमणीय अभिक्रियाओं के समीकरण लिखते समय समान चिह्न के स्थान पर विपरीत दिशाओं की ओर इशारा करते हुए दो तीर लगाए जाते हैं।

प्रतिवर्ती प्रतिक्रियाओं में, समय के प्रारंभिक क्षण में आगे की प्रतिक्रिया की दर का अधिकतम मूल्य होता है, जो कम हो जाती है क्योंकि प्रारंभिक अभिकर्मकों की एकाग्रता कम हो जाती है। इसके विपरीत, रिवर्स रिएक्शन की शुरुआत में न्यूनतम दर होती है, जैसे-जैसे उत्पादों की सांद्रता बढ़ती है, बढ़ती जाती है। नतीजतन, एक क्षण आता है जब आगे और पीछे की प्रतिक्रियाओं की दर एक दूसरे के बराबर हो जाती है और सिस्टम में एक रासायनिक संतुलन स्थापित होता है।

रासायनिक संतुलन

अभिकारकों के एक निकाय की वह अवस्था जिसमें अग्र अभिक्रिया की दर विपरीत अभिक्रिया की दर के बराबर हो जाती है, रासायनिक संतुलन कहलाती है।

रासायनिक संतुलन को सच्चा संतुलन भी कहा जाता है। आगे और पीछे की प्रतिक्रियाओं की दरों की समानता के अलावा, सही (रासायनिक) संतुलन निम्नलिखित विशेषताओं की विशेषता है:

प्रणाली की स्थिति की अपरिवर्तनीयता प्रत्यक्ष और रिवर्स प्रतिक्रियाओं के प्रवाह के कारण होती है, अर्थात संतुलन की स्थिति गतिशील होती है;

सिस्टम की स्थिति समय के साथ अपरिवर्तित रहती है, अगर सिस्टम बाहरी प्रभाव के संपर्क में नहीं आता है;

कोई भी बाहरी प्रभाव प्रणाली के संतुलन में बदलाव का कारण बनता है; हालाँकि, यदि बाहरी प्रभाव हटा दिया जाता है, तो सिस्टम अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाता है;

• सिस्टम की स्थिति समान होती है, भले ही सिस्टम किस तरफ से - प्रारंभिक पदार्थों की तरफ से या प्रतिक्रिया उत्पादों की तरफ से संतुलन की ओर जाता है।

सत्य से भेद करना आवश्यक है स्पष्ट संतुलन... इसलिए, उदाहरण के लिए, कमरे के तापमान पर एक बंद बर्तन में ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के मिश्रण को मनमाने ढंग से लंबे समय तक संग्रहीत किया जा सकता है। हालांकि, प्रतिक्रिया की शुरुआत (विद्युत निर्वहन, पराबैंगनी विकिरण, तापमान वृद्धि) जल गठन की अपरिवर्तनीय प्रतिक्रिया का कारण बनती है।

6.5. ले चेटेलियर का सिद्धांत

संतुलन की स्थिति पर बाहरी स्थितियों में परिवर्तन का प्रभाव निर्धारित होता है ले चेटेल सिद्धांतई (फ्रांस, 1884): यदि संतुलन की स्थिति में एक प्रणाली पर बाहरी प्रभाव पड़ता है, तो सिस्टम में संतुलन इस प्रभाव को कमजोर करने की दिशा में स्थानांतरित हो जाएगा।

ले चेटेलियर का सिद्धांत न केवल रासायनिक प्रक्रियाओं पर लागू होता है, बल्कि भौतिक प्रक्रियाओं पर भी लागू होता है, जैसे कि उबलना, क्रिस्टलीकरण, विघटन, आदि।

आइए हम अमोनिया संश्लेषण प्रतिक्रिया के उदाहरण का उपयोग करके रासायनिक संतुलन पर विभिन्न कारकों के प्रभाव पर विचार करें:

एन 2 + 3 एच 2 2 एनएच 3; एच = -91.8 केजे।

रासायनिक संतुलन पर एकाग्रता का प्रभाव।

ले चेटेलियर के सिद्धांत के अनुसार, प्रारंभिक पदार्थों की एकाग्रता में वृद्धि प्रतिक्रिया उत्पादों के गठन की ओर संतुलन को बदल देती है। प्रतिक्रिया उत्पादों की एकाग्रता में वृद्धि प्रारंभिक पदार्थों के गठन की ओर संतुलन को बदल देती है।

ऊपर माना गया अमोनिया संश्लेषण की प्रक्रिया में, संतुलन प्रणाली में एन 2 या एच 2 की अतिरिक्त मात्रा का परिचय उस दिशा में संतुलन में बदलाव का कारण बनता है जिस पर इन पदार्थों की एकाग्रता कम हो जाती है, इसलिए, संतुलन के गठन की ओर संतुलन बदल जाता है एनएच3. अमोनिया की सांद्रता में वृद्धि, संतुलन को प्रारंभिक सामग्री की ओर स्थानांतरित कर देती है।

उत्प्रेरक समान रूप से आगे और पीछे दोनों प्रतिक्रियाओं को तेज करता है, इसलिए उत्प्रेरक की शुरूआत रासायनिक संतुलन को प्रभावित नहीं करती है।

रासायनिक संतुलन पर तापमान का प्रभाव

जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, संतुलन एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया की ओर बढ़ता है, और जैसे-जैसे तापमान घटता है, एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रिया की ओर।

संतुलन के विस्थापन की डिग्री गर्मी प्रभाव के पूर्ण मूल्य से निर्धारित होती है: प्रतिक्रिया के Δ एच का मूल्य जितना अधिक होगा, तापमान का प्रभाव उतना ही महत्वपूर्ण होगा।

अमोनिया संश्लेषण की मानी गई प्रतिक्रिया में, तापमान में वृद्धि संतुलन को प्रारंभिक पदार्थों की ओर स्थानांतरित कर देगी।

रासायनिक संतुलन पर दबाव का प्रभाव

दबाव में परिवर्तन गैसीय पदार्थों की भागीदारी के साथ रासायनिक संतुलन को प्रभावित करता है। ले चेटेलियर के सिद्धांत के अनुसार, दबाव में वृद्धि गैसीय पदार्थों की मात्रा में कमी के साथ आगे बढ़ने वाली प्रतिक्रिया की ओर संतुलन को बदल देती है, और दबाव में कमी संतुलन को विपरीत दिशा में स्थानांतरित कर देती है। अमोनिया संश्लेषण प्रतिक्रिया प्रणाली की मात्रा में कमी के साथ आगे बढ़ती है (समीकरण के बाईं ओर चार खंड हैं, दाईं ओर - दो)। इसलिए, दबाव में वृद्धि, संतुलन को अमोनिया के गठन की ओर ले जाती है। दबाव में कमी संतुलन को विपरीत दिशा में स्थानांतरित कर देगी। यदि समीकरण में प्रतिवर्ती प्रतिक्रियादाएँ और बाएँ भागों में गैसीय पदार्थों के अणुओं की संख्या समान होती है (प्रतिक्रिया गैसीय पदार्थों की मात्रा को बदले बिना आगे बढ़ती है), तो दबाव इस प्रणाली में संतुलन की स्थिति को प्रभावित नहीं करता है।

थर्मल प्रभाव, ऊष्मागतिकी द्वारा विमोचित या अवशोषित ऊष्मा। सिस्टम में बहते समय इसमें रसायन। जिला। यह इस शर्त पर निर्धारित किया जाता है कि सिस्टम कोई कार्य नहीं करता है (सिवाय संभव कामएक्सटेंशन), ​​और m-ry और उत्पाद समान हैं। चूँकि ऊष्मा एक अवस्था का फलन नहीं है, अर्थात्। राज्यों के बीच संक्रमण के दौरान संक्रमण के मार्ग पर निर्भर करता है, तो सामान्य स्थिति में थर्मल प्रभाव किसी विशेष पी-टियन की विशेषता के रूप में कार्य नहीं कर सकता है। दो मामलों में, एक असीम रूप से छोटी मात्रा में गर्मी (प्राथमिक गर्मी) d Q राज्य फ़ंक्शन के कुल अंतर के साथ मेल खाती है: एक स्थिर मात्रा के साथ d Q = = dU (U सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा है), और एक स्थिरांक के साथ d Q = dH (H निकाय की एन्थैल्पी है)।

दो प्रकार के थर्मल प्रभाव व्यावहारिक रूप से महत्वपूर्ण हैं - इज़ोटेर्म-आइसोबैरिक (स्थिर तापमान टी और पी पर) और इज़ोटेर्म-आइसो-कोरिक (स्थिर टी और वॉल्यूम वी पर)। विभेदक और अभिन्न ऊष्मा प्रभावों के बीच भेद। अंतर थर्मल प्रभाव अभिव्यक्तियों द्वारा निर्धारित किया जाता है:

जहां आप मैं, एच मैं - एसीसी। आंशिक दाढ़ int। ऊर्जा और; वी मैं -स्टोइकोमेट्रिक कोएफ़ (v i> 0 उत्पादों के लिए, v i<0 для ); x = (n i - n i 0)/v i ,-хим. переменная, определяющая состав системы в любой момент протекания р-ции (n i и n i0 - числа i-го компонента в данный момент времени и в начале хим. превращения соотв.). Размерность дифференциального теплового эффекта реакции-кДж/ . Если u T,V , h T,p >0, जिला कहा जाता है। एंडोथर्मिक, प्रभाव के विपरीत संकेत के साथ - एक्ज़ोथिर्मिक। दो प्रकार के प्रभाव संबंध से संबंधित हैं:

थर्मल प्रभाव की तापमान निर्भरता दी गई है, जिसके आवेदन, कड़ाई से बोलते हुए, जिले में शामिल सभी घटकों के आंशिक दाढ़ के ज्ञान की आवश्यकता होती है, लेकिन ज्यादातर मामलों में ये मान अज्ञात होते हैं। चूँकि में बहने वाले p-tions के लिए असली आर-पैक्सऔर अन्य थर्मोडायनामिक रूप से अपूर्ण मीडिया, थर्मल प्रभाव, साथ ही अन्य, सिस्टम और प्रयोग की संरचना पर महत्वपूर्ण रूप से निर्भर करते हैं। परिस्थितियों में, एक दृष्टिकोण विकसित किया गया है जो विभिन्न जिलों की तुलना और थर्मल प्रभावों की व्यवस्थितता की सुविधा प्रदान करता है। यह उद्देश्य मानक ताप प्रभाव (संकेतित) की अवधारणा द्वारा पूरा किया जाता है। मानक को थर्मल प्रभाव के रूप में समझा जाता है, जो उन परिस्थितियों में किया जाता है (अक्सर हाइपर-तकनीकी) जब सभी भाग लेने वाले द्वीप दिए गए लोगों में होते हैं। अंतर और अभिन्न मानक ताप प्रभाव हमेशा संख्यात्मक रूप से समान होते हैं। मानक थर्मल प्रभाव की गणना आसानी से गठन या ताप के मानक तापों की तालिकाओं का उपयोग करके की जा सकती है दहन इन-इन(निचे देखो)। गैर-आदर्श मीडिया के लिए, वास्तव में मापा और मानक थर्मल प्रभावों के बीच एक बड़ी विसंगति है, जिसे थर्मोडायनामिक गणनाओं में थर्मल प्रभावों का उपयोग करते समय ध्यान में रखा जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, क्षारीय डायसेटिमाइड के लिए [(सीएच 3 सीओ) 2 एनएच (एस) + एच 2 ओ (एल) = = सीएच 3 एसओकेएन 2 (एस) + सीएच 3 सीओओएच (एल) +] 0.8 एन में। पानी में NaOH का घोल (वजन से 58%) 298 K पर, मापा गया ऊष्मा प्रभाव D H 1 = - 52.3 kJ /। मानक शर्तों के तहत उसी जिले के लिए = - 18.11 kJ/. इसका मत। अंतर को निर्दिष्ट पी-स्रोत (हीट्स) में इन-इन के साथ थर्मल प्रभावों द्वारा समझाया गया है। ठोस के लिए, तरल एसिटिक एसिड और गर्मी क्रमशः समान हैं: डी एच 2 = 13.60; डी एच 3 = - 48.62; डी एच 4 = - 0.83 केजे /, इसलिए = डी एच 1 - डी एच 2 - डी एच 3 + डी एच 4। उदाहरण से, दृश्यलेकिन, ऊष्मीय प्रभावों के अध्ययन में, साथ में भौतिक और रासायनिक के ऊष्मीय प्रभावों को मापना महत्वपूर्ण है। प्रक्रियाएं।

ऊष्मीय प्रभावों का अध्ययन होता है सबसे महत्वपूर्ण कार्य... मुख्य प्रयोगात्मक विधि - कैलोरीमेट्री। आधुनिक उपकरण गैस, तरल और ठोस चरणों में, इंटरफ़ेस पर, साथ ही साथ जटिल लोगों में थर्मल प्रभावों का अध्ययन करना संभव बनाता है। सिस्टम मापा थर्मल प्रभाव के विशिष्ट मूल्यों की सीमा सैकड़ों जे / से सैकड़ों केजे / तक है। टेबल कैलोरीमेट्रिक डेटा दिया जाता है। कुछ जिलों के ऊष्मीय प्रभावों का मापन। ऊष्मीय प्रभावों का मापन, तनुकरण और ताप भी आपको वास्तव में मापे गए ऊष्मीय प्रभावों से मानक वाले तक जाने की अनुमति देता है।

एक महत्वपूर्ण भूमिका दो प्रकार के ऊष्मीय प्रभावों की है - COMP के गठन की ऊष्मा। से सरल प्रश्नऔर उच्च तत्वों के निर्माण के साथ दहन की गर्मी साफ हो जाती है, जिनमें से यह होता है। ये थर्मल प्रभाव सामान्यीकृत और सारणीबद्ध हैं। उनकी मदद से, किसी भी थर्मल प्रभाव की गणना करना आसान है; यह बीजगणित के बराबर है। जिले में शामिल सभी घटकों के गठन की गर्मी या दहन की गर्मी का योग:

सारणीबद्ध मान लागू करना की अनुमति देता हैथर्मल प्रभाव pl की गणना करें। हजार पी-टियन, हालांकि ये मूल्य स्वयं केवल कई के लिए जाने जाते हैं। हजार कनेक्शन। गणना की यह विधि अनुपयुक्त है, हालांकि, छोटे तापीय प्रभावों वाले p-tions के लिए, क्योंकि गणना किए गए छोटे मान को बीजीय के रूप में प्राप्त किया जाता है। कई की राशि। बड़े मान, एक त्रुटि की विशेषता, एब्स पर किनारे। थर्मल प्रभाव से अधिक हो सकता है। मात्राओं का उपयोग करके थर्मल प्रभावों की गणना इस तथ्य के आधार पर कि एक राज्य कार्य है। यह आपको थर्मोकेमिकल सिस्टम बनाने की अनुमति देता है। उर-एनआईआई आवश्यक जिले के थर्मल प्रभाव को निर्धारित करने के लिए (देखें)। मानक थर्मल प्रभावों की गणना लगभग हमेशा की जाती है। ऊपर दी गई विधि के अलावा, थर्मल प्रभावों की गणना तापमान पर निर्भरता के अनुसार की जाती है