Гесс заңы1. Химиялық реакцияның жылу эффектісі

Химиялық реакциялардың жылу эффектілерін зерттейтін химиялық термодинамиканың саласын термохимия деп атайды.

Химиялық тепе-тең дікті, ә р тү рлі процесстердегі жылу байланыстарын қ ұ растыру ү шін практикада ө те маң ызы зор. Химиялық реакция нә тижесінде ә рекеттесуші заттар табиғ аты мү лдем дерлік ө згерумен қ атар белгілі мө лшерде энергия жылу тү рінде бө лінеді не сің іріледі. Осы реакция жылуы деп аталынады.

Егер: а) ә рекеттесуші заттар мен реакция ө німдерінің температурасын бір

жағ дайда ө лшегенде;

ә) белгілі бір тұ рақ ты қ ысым не кө лемде реакция жү рсе;

б) пайдалы жұ мыс істелінбесе; онда бө лінетін не сің ірілетін жылу реакцияның жылу эффектісі деп аталынады.

Жү йеден жылу бө лінсе ол теріс таң бамен, ал жылу сің ірілсе оң таң бамен белгіленеді. Жылу сің іре жү ретін реакцияларды эндотермиялы, ал жылу бө ле жү ретін реакцияларды экзотермиялы деп атап, бө лінген жылу шамасын химиялық реакция тең деуінің жанында келтіріп, оны реакцияның термохимиялық тең деуі дейді.

Н2(г) + 0, 5О2(г) = Н2Осұ йық ∆ Н = - 241, 8 Дж/моль (1)

Термохимиялық тең дікте ә рекеттесуші заттардың агрегат кү йі, модификациялық тү рі ө згерісі индексінде кө рсетілуі тиіс. Термохимиялық тең деулерде арифметикалық тә сілдерді пайдалана отырып қ осуғ а, шегеруге болатындығ ы Гесс заң ынан туындайды.

Гесс заң ы термодинамика І - бастамасының нақ ты бір кө рінісі болып табылады, тұ рақ ты кө лем не қ ысым жағ дайларында реакция жылу эффектілерін қ арастырады. Qр жә не QV кү й функциясы болып табылады, осыдан эксперимент жү зінде 1936 жылы орыс ғ алымы Г.И.Гесс мынадай тұ жырым жасады.

Реакция жылу, эффектісі оның жү рген жолына байланысты болмай, теқ бастапқ ы жә не соң ғ ы кү йіне ғ ана тә уелді болады. Мысал:

(2)

∆ Н2 ∆ Н3

∆ Н4 = ∆ Н2 + ∆ Н3

Qν = ∆ U (2)1 Qр =∆ U + рdν = ∆ Н (3)

(2) жә не (3) тең діктен

Qр - Qν = рdν (4)

Идеал газдардың кү й тең деуі, Менделеев - Клапейрон тең деуінен,

рΔ ν ру = Δ nRT, (5)

Δ n - реакцияның газ тә різді мү шелерінің моль санының ө згерісі.

(4) жә не (5) тең діктен Qр - Qν = Δ nRT немесе ∆ Н = ∆ U + Δ nRT (6)

Гесс заң ынан туындайтын маң ызды екі салдар бар. Олар бойынша реакцияның жылу эффектісін анық тау былай тұ жырымдалады.

Химиялық реакцияның жылу эффектісі процестің жү ру жолына тә уелсіз, ол тек жү йенің бастапқ ы жә не соң ғ ы кү йлерімен анық талады. Реакцияның жылу эффектісін стандартты жағ дайда (қ ысым -1, 013 10 ⁵ Па, температура- 298 К) жану жә не тү зілу жылуы бойынша есептейді. Тү зілу жылуы деп, 1, 013 10 ⁵ Па қ ысымда, температура- 298 К жағ дайда 1 моль берілген қ осылыстың жай заттардан тү зілу реакциясының жылу эффектісін айтады. Бұ л кезде реакцияғ а қ атысушылардың барлығ ы тұ рақ ты агрегаттық кү йде болуы шарт.

Жану жылуы деп, стандартты жағ дайда 1 моль зат қ арапайым оксидтерге дейін жанғ анда бө лінетін жылуды айтамыз.