ផ្ទះ ផ្កា ឥទ្ធិពលកំដៅនៃប្រតិកម្ម។ ការគណនាឥទ្ធិពលកម្ដៅនៃប្រតិកម្មគីមី

ផ្កា

ឥទ្ធិពលកំដៅនៃប្រតិកម្ម។ ការគណនាឥទ្ធិពលកម្ដៅនៃប្រតិកម្មគីមី

កំដៅនៃប្រតិកម្ម (កំដៅនៃប្រតិកម្ម) គឺជាបរិមាណនៃកំដៅដែលបញ្ចេញ ឬស្រូបយកកំដៅ Q. ប្រសិនបើកំដៅត្រូវបានបញ្ចេញក្នុងពេលមានប្រតិកម្ម ប្រតិកម្មបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា exothermic ប្រសិនបើកំដៅត្រូវបានស្រូប ប្រតិកម្មត្រូវបានគេហៅថា endothermic ។

កំដៅនៃប្រតិកម្មត្រូវបានកំណត់ដោយផ្អែកលើច្បាប់ទីមួយ (ការចាប់ផ្តើម) នៃទែរម៉ូឌីណាមិកដែលកន្សោមគណិតវិទ្យាក្នុងទម្រង់សាមញ្ញបំផុតរបស់វាសម្រាប់ ប្រតិកម្មគីមីគឺជាសមីការ៖

Q = ΔU + рΔV (2.1)

ដែល Q គឺជាកំដៅនៃប្រតិកម្ម ΔU គឺជាការផ្លាស់ប្តូរ ថាមពលខាងក្នុង, р - សម្ពាធ, ΔV - ការផ្លាស់ប្តូរកម្រិតសំឡេង។

ការគណនាកម្ដៅមាននៅក្នុងការកំណត់ ឥទ្ធិពលកម្ដៅប្រតិកម្ម។អនុលោមតាមសមីការ (2.1) តម្លៃជាលេខនៃកំដៅនៃប្រតិកម្មអាស្រ័យលើវិធីដែលវាត្រូវបានអនុវត្ត។ នៅក្នុងដំណើរការ isochoric ដែលត្រូវបានអនុវត្តនៅ V = const, កំដៅនៃប្រតិកម្ម Q V =Δ U នៅក្នុងដំណើរការ isobaric នៅ p = const ឥទ្ធិពលកម្ដៅ Q P =Δ ហ.ដូច្នេះការគណនា thermochemical គឺ vកំណត់បរិមាណនៃការផ្លាស់ប្តូរ ឬថាមពលខាងក្នុង ឬ enthalpy ក្នុងដំណើរការនៃប្រតិកម្ម។ ចាប់តាំងពីប្រតិកម្មភាគច្រើនលើសលប់ដំណើរការក្រោមលក្ខខណ្ឌ isobaric (ឧទាហរណ៍ ទាំងនេះគឺជាប្រតិកម្មទាំងអស់នៅក្នុងនាវាបើកចំហ។ សម្ពាធបរិយាកាស) នៅពេលដែលការគណនាកម្ដៅត្រូវបានអនុវត្ត ΔН ... ប្រសិនបើΔ ន<0, то реакция экзотермическая, если же Δ H> 0 បន្ទាប់មកប្រតិកម្មគឺ endothermic ។

ការគណនាកម្ដៅត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើច្បាប់របស់ Hess ដែលយោងទៅតាមឥទ្ធិពលកម្ដៅនៃដំណើរការមួយមិនអាស្រ័យលើផ្លូវរបស់វាទេ ប៉ុន្តែត្រូវបានកំណត់ដោយធម្មជាតិ និងស្ថានភាពនៃសារធាតុដំបូង និងផលិតផលនៃដំណើរការ ឬភាគច្រើនជាញឹកញាប់ a ផលវិបាកនៃច្បាប់របស់ Hess៖ ឥទ្ធិពលកម្ដៅនៃប្រតិកម្មគឺស្មើនឹងផលបូកនៃកំដៅ (enthalpies) នៃការបង្កើតផលិតផល ដកផលបូកនៃកំដៅ (enthalpies) នៃការបង្កើតសារធាតុ reagents។

នៅក្នុងការគណនាយោងទៅតាមច្បាប់របស់ Hess សមីការនៃប្រតិកម្មជំនួយត្រូវបានប្រើ ឥទ្ធិពលកម្ដៅដែលគេស្គាល់។ ខ្លឹមសារនៃប្រតិបត្តិការក្នុងការគណនាយោងទៅតាមច្បាប់របស់ Hess គឺថាសកម្មភាពពិជគណិតត្រូវបានអនុវត្តលើសមីការនៃប្រតិកម្មជំនួយដែលនាំទៅដល់សមីការប្រតិកម្មជាមួយនឹងឥទ្ធិពលកម្ដៅដែលមិនស្គាល់។

ឧទាហរណ៍ 2.1... ការកំណត់កំដៅនៃប្រតិកម្ម: 2CO + O 2 = 2CO 2 ΔН - ?

យើងប្រើប្រតិកម្មដូចខាងក្រោមជាជំនួយ: 1) C + O 2 = C0 2;Δ H 1 = -393.51 kJ និង 2) 2C + O 2 = 2CO;Δ H 2 = -220.1 kJ, ដែលជាកន្លែងដែលΔ N / និងΔ Н 2 - ឥទ្ធិពលកំដៅនៃប្រតិកម្មជំនួយ។ ដោយប្រើសមីការនៃប្រតិកម្មទាំងនេះ គេអាចទទួលបានសមីការនៃប្រតិកម្មដែលបានផ្តល់ឱ្យ ប្រសិនបើសមីការជំនួយ 1) ត្រូវបានគុណនឹងពីរ ហើយពីលទ្ធផលដែលទទួលបាន សមីការ 2) ត្រូវបានដក។ ដូច្នេះកំដៅមិនស្គាល់នៃប្រតិកម្មដែលបានផ្តល់ឱ្យគឺស្មើនឹង:

Δ ហ = ២Δ H 1 -Δ H 2 = 2 (-393.51) - (-220.1) = -566.92 kJ ។

ប្រសិនបើការគណនាកម្ដៅប្រើលទ្ធផលពីច្បាប់របស់ Hess នោះសម្រាប់ប្រតិកម្មដែលបង្ហាញដោយសមីការ aA + bB = cC + dD សូមប្រើទំនាក់ទំនងខាងក្រោម៖

ΔН = (сΔHobr, s + dΔHobr D) - (aΔHobr A + bΔH គំរូ, គ) (2.2)

ដែលΔНគឺជាកំដៅនៃប្រតិកម្ម; ΔH o br - កំដៅ (enthalpy) នៃការបង្កើតរៀងគ្នានៃផលិតផលប្រតិកម្ម C និង D និង reagents A និង B; с, d, a, b - មេគុណ stoichiometric ។

កំដៅ (enthalpy) នៃការបង្កើតសមាសធាតុគឺជាឥទ្ធិពលកំដៅនៃប្រតិកម្មដែលកំឡុងពេល 1 mol នៃសមាសធាតុនេះត្រូវបានបង្កើតឡើងពី សារធាតុសាមញ្ញនៅក្នុងដំណាក់កាលថេរ thermodynamically និងការកែប្រែ 1 * ។ ឧទាហរណ៍ , កំដៅនៃការបង្កើតទឹកនៅក្នុងស្ថានភាពចំហាយគឺស្មើនឹងពាក់កណ្តាលនៃកំដៅនៃប្រតិកម្មដែលបង្ហាញដោយសមីការ: 2H 2 (g)+ O 2 (g)= 2H 2 O (d) ។វិមាត្រនៃកំដៅនៃការបង្កើតគឺ kJ / mol ។

វ ការគណនាកំដៅគីមីកំដៅនៃប្រតិកម្មជាក្បួនត្រូវបានកំណត់សម្រាប់លក្ខខណ្ឌស្តង់ដារដែលរូបមន្ត (2.2) យកទម្រង់:

ΔН° 298 = (сΔН° 298, គំរូ, С + dΔH° 298, o 6 p, D) - (аΔН° 298, គំរូ A + bΔН° 298, គំរូ, គ)(2.3)

ដែល ΔН ° 298 គឺជាកំដៅស្តង់ដារនៃប្រតិកម្មក្នុង kJ (តម្លៃស្តង់ដារត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញដោយអក្សរធំ "0") នៅសីតុណ្ហភាព 298K និងΔН ° 298 obR គឺជាកំដៅស្តង់ដារ (enthalpies) នៃការបង្កើតផងដែរនៅសីតុណ្ហភាពមួយ។ នៃ 298K ។ តម្លៃនៃΔН° 298 .obR.ត្រូវបានកំណត់សម្រាប់ការតភ្ជាប់ទាំងអស់ និងជាទិន្នន័យតារាង។ 2 * - សូមមើលតារាងឧបសម្ព័ន្ធ។

ឧទាហរណ៍ 2.2 ។ ការគណនាកំដៅស្តង់ដារទំអ៊ី ភាគហ៊ុនបង្ហាញដោយសមីការ៖

4NH 3 (r) + 5O 2 (g) = 4NO (g) + 6H 2 O (g) ។

យោងទៅតាម corollary ពីច្បាប់របស់ Hess យើងសរសេរ 3 *:

Δ H 0 298 = (4Δ H 0 298. o b ទំ។ ទេ + 6ΔH 0 298. bed H20) - ៤ΔH 0 298 អរ។ NH s ។ ការជំនួសតម្លៃតារាងនៃកំដៅស្តង់ដារនៃការបង្កើតសមាសធាតុដែលបង្ហាញក្នុងសមីការ យើងទទួលបាន៖Δ ន ° 298= (4 (90.37) + 6 (-241.84)) - 4 (-46.19) = - 904.8 kJ ។

សញ្ញាអវិជ្ជមានកំដៅនៃប្រតិកម្មបង្ហាញពី exothermicity នៃដំណើរការនេះ។

នៅក្នុង thermochemistry ឥទ្ធិពលកម្ដៅជាធម្មតាត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញនៅក្នុងសមីការប្រតិកម្ម។ បែប សមីការដែលមានឥទ្ធិពលកម្ដៅដែលបានបង្ហាញត្រូវបានគេហៅថាទែរម៉ូគីមី។ឧទាហរណ៍, សមីការកម្ដៅនៃប្រតិកម្មដែលបានពិចារណាក្នុងឧទាហរណ៍ 2.2 ត្រូវបានសរសេរ៖

4NH 3 (g) + 50 2 (g) = 4NO (g) + 6H 2 0 (g);Δ N ° 29 8 = - 904.8 kJ ។

ប្រសិនបើលក្ខខណ្ឌខុសពីស្តង់ដារ នោះក្នុងការគណនាកម្ដៅជាក់ស្តែង វាអនុញ្ញាត សៀដោយប្រើប្រហាក់ប្រហែល៖ Δ ហ≈Δ លេខ 298 (2.4)កន្សោម (2.4) ឆ្លុះបញ្ចាំងពីការពឹងផ្អែកខ្សោយនៃកំដៅនៃប្រតិកម្មលើលក្ខខណ្ឌនៃការកើតឡើងរបស់វា។

ប្រតិកម្មគីមីណាមួយត្រូវបានអមដោយការបញ្ចេញឬការស្រូបយកថាមពលក្នុងទម្រង់ជាកំដៅ។

នៅលើមូលដ្ឋាននៃការបញ្ចេញឬការស្រូបយកកំដៅពួកគេបែងចែក exothermicនិង កំដៅចុងប្រតិកម្ម។

កំដៅខាងក្រៅប្រតិកម្មគឺជាប្រតិកម្មដែលកំដៅត្រូវបានបញ្ចេញ (+ Q) ។

ប្រតិកម្ម Endothermic គឺជាប្រតិកម្មក្នុងកំឡុងពេលដែលកំដៅត្រូវបានស្រូបយក (-Q) ។

ឥទ្ធិពលកំដៅនៃប្រតិកម្ម (សំណួរ) គឺជាបរិមាណកំដៅដែលត្រូវបានបញ្ចេញ ឬស្រូបយកក្នុងអំឡុងពេលអន្តរកម្មនៃចំនួនជាក់លាក់នៃសារធាតុដំបូង។

សមីការកម្ដៅគឺជាសមីការមួយដែលឥទ្ធិពលកម្ដៅនៃប្រតិកម្មគីមីត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញ។ ដូច្នេះ ជាឧទាហរណ៍ សមីការគឺទែម៉ូគីមី៖

វាគួរតែត្រូវបានគេកត់សម្គាល់ផងដែរថាសមីការ thermochemical នៅក្នុង កាតព្វកិច្ចគួរតែរួមបញ្ចូលព័ត៌មានអំពីស្ថានភាពនៃការប្រមូលផ្តុំសារធាតុ និងផលិតផល ចាប់តាំងពីតម្លៃនៃឥទ្ធិពលកម្ដៅអាស្រ័យលើនេះ។

ការគណនាឥទ្ធិពលកំដៅនៃប្រតិកម្ម

ឧទាហរណ៍នៃបញ្ហាធម្មតាសម្រាប់ការស្វែងរកឥទ្ធិពលកំដៅនៃប្រតិកម្ម៖

នៅពេលដែល 45 ក្រាមនៃគ្លុយកូសមានអន្តរកម្មជាមួយនឹងអុកស៊ីសែនលើសស្របតាមសមីការ

C 6 H 12 O 6 (tv.) + 6O 2 (g) = 6CO 2 (g) + 6H 2 O (g) + Q

បញ្ចេញកំដៅ 700 kJ ។ កំណត់ឥទ្ធិពលកម្ដៅនៃប្រតិកម្ម។ (សរសេរលេខទៅចំនួនគត់។ )

ដំណោះស្រាយ៖

ចូរយើងគណនាបរិមាណនៃសារធាតុគ្លុយកូស៖

n (C 6 H 12 O 6) = m (C 6 H 12 O 6) / M (C 6 H 12 O 6) = 45 ក្រាម / 180 ក្រាម / mol = 0.25 mol

ទាំងនោះ។ នៅពេលដែលជាតិស្ករ 0.25 mol ធ្វើអន្តរកម្មជាមួយអុកស៊ីសែន 700 kJ នៃកំដៅត្រូវបានបញ្ចេញ។ ពី thermo ដែលបានបង្ហាញនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌ សមីការគីមីវាកើតឡើងថានៅពេលដែលគ្លុយកូស 1 mol ធ្វើអន្តរកម្មជាមួយអុកស៊ីសែន បរិមាណកំដៅត្រូវបានបង្កើតឡើងស្មើនឹង Q (ឥទ្ធិពលកំដៅនៃប្រតិកម្ម)។ បន្ទាប់មកសមាមាត្រខាងក្រោមគឺត្រឹមត្រូវ៖

0.25 mol គ្លុយកូស - 700 kJ

គ្លុយកូស 1 mol - Q

ពីសមាមាត្រនេះធ្វើតាមសមីការដែលត្រូវគ្នា៖

0.25 / 1 = 700 / សំណួរ

ការដោះស្រាយដែលយើងរកឃើញថា:

ដូច្នេះឥទ្ធិពលកម្ដៅនៃប្រតិកម្មគឺ 2800 kJ ។

ការគណនាដោយសមីការកម្ដៅ

កាន់តែច្រើនជាញឹកញាប់នៅក្នុង ភារកិច្ចនៃការប្រឡងពី thermochemistry តម្លៃនៃឥទ្ធិពលកម្ដៅត្រូវបានគេស្គាល់រួចទៅហើយចាប់តាំងពី លក្ខខណ្ឌផ្តល់នូវសមីការគីមីពេញលេញ។

ក្នុងករណីនេះ វាត្រូវបានទាមទារដើម្បីគណនាបរិមាណនៃកំដៅដែលបានបញ្ចេញ / ស្រូបជាមួយនឹងបរិមាណដែលគេស្គាល់ថា reagent ឬផលិតផល ឬផ្ទុយទៅវិញយោងទៅតាម តម្លៃដែលគេស្គាល់កំដៅ វាត្រូវបានទាមទារដើម្បីកំណត់ម៉ាស់ បរិមាណ ឬបរិមាណនៃសារធាតុរបស់អ្នកចូលរួមក្នុងប្រតិកម្ម។

ឧទាហរណ៍ ១

អនុលោមតាមសមីការកម្ដៅនៃប្រតិកម្ម

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

បង្កើតបានជាអុកស៊ីដអាលុយមីញ៉ូម 68 ក្រាម។ តើកំដៅប៉ុន្មានត្រូវបានបញ្ចេញក្នុងអំឡុងពេលនេះ? (សរសេរលេខទៅចំនួនគត់។ )

ដំណោះស្រាយ

ចូរយើងគណនាបរិមាណនៃសារធាតុអុកស៊ីដអាលុយមីញ៉ូម៖

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

អនុលោមតាមសមីការកម្ដៅនៃប្រតិកម្ម 3330 kJ ត្រូវបានបញ្ចេញកំឡុងពេលបង្កើត 4 mol នៃអុកស៊ីដអាលុយមីញ៉ូម។ ក្នុងករណីរបស់យើង 0.6667 mol នៃអុកស៊ីដអាលុយមីញ៉ូមត្រូវបានបង្កើតឡើង។ កំណត់បរិមាណកំដៅដែលបញ្ចេញក្នុងករណីនេះ តាមរយៈ x kJ យើងនឹងចងក្រងសមាមាត្រ៖

4 mol Al 2 O 3 - 3330 kJ

0.667 mol Al 2 O 3 - x kJ

សមាមាត្រនេះត្រូវនឹងសមីការ៖

4 / 0.6667 = 3330 / x

ដោះស្រាយមួយណា យើងរកឃើញថា x = 555 kJ

ទាំងនោះ។ ជាមួយនឹងការបង្កើតអុកស៊ីដអាលុយមីញ៉ូម 68 ក្រាមស្របតាមសមីការគីមីកំដៅ 555 kJ ត្រូវបានបញ្ចេញក្រោមលក្ខខណ្ឌ។

ឧទាហរណ៍ ២

ជាលទ្ធផលនៃប្រតិកម្ម, សមីការ thermochemical ដែល

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

បញ្ចេញកំដៅ 1655 kJ ។ កំណត់បរិមាណ (l) នៃស្ពាន់ធ័រឌីអុកស៊ីតវិវត្ត (n.o.) ។ (សរសេរលេខទៅចំនួនគត់។ )

ដំណោះស្រាយ

អនុលោមតាមសមីការកម្ដៅនៃប្រតិកម្ម ការបង្កើត 8 mol នៃ SO 2 បញ្ចេញកំដៅ 3310 kJ ។ ក្នុងករណីរបស់យើង 1655 kJ នៃកំដៅត្រូវបានបញ្ចេញ។ អនុញ្ញាតឱ្យបរិមាណសារធាតុ SO 2 ដែលបង្កើតឡើងក្នុងករណីនេះស្មើនឹង x mol ។ បន្ទាប់មកសមាមាត្រខាងក្រោមគឺយុត្តិធម៌៖

8 mol SO 2 - 3310 kJ

x mol SO 2 - 1655 kJ

ដែលសមីការដូចខាងក្រោមៈ

៨/ x = ៣៣១០/១៦៥៥

ការដោះស្រាយដែលយើងរកឃើញថា:

ដូច្នេះបរិមាណនៃសារធាតុ SO 2 ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងករណីនេះគឺ 4 mol ។ ដូច្នេះបរិមាណរបស់វាគឺស្មើនឹង៖

V (SO 2) = V m ∙ n (SO 2) = 22.4 លីត្រ / mol ∙ 4 mol = 89.6 លីត្រ ≈ 90 លីត្រ(បង្គត់ឡើងទៅចំនួនគត់ ព្រោះវាត្រូវបានទាមទារក្នុងលក្ខខណ្ឌ។ )

បញ្ហាលម្អិតបន្ថែមទៀតលើឥទ្ធិពលកម្ដៅនៃប្រតិកម្មគីមីអាចត្រូវបានរកឃើញ។

Thermochemistry សិក្សាពីឥទ្ធិពលកម្ដៅនៃប្រតិកម្មគីមី។ ក្នុងករណីជាច្រើន ប្រតិកម្មទាំងនេះកើតឡើងនៅកម្រិតសំឡេងថេរ ឬសម្ពាធថេរ។ ពីច្បាប់ទីមួយនៃទែរម៉ូឌីណាមិក វាដូចខាងក្រោមថានៅក្រោមលក្ខខណ្ឌទាំងនេះកំដៅគឺជាមុខងារនៃរដ្ឋ។ នៅបរិមាណថេរ កំដៅស្មើនឹងការផ្លាស់ប្តូរថាមពលខាងក្នុង៖

និងនៅសម្ពាធថេរ - ការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុង enthalpy:

សមភាពទាំងនេះដែលត្រូវបានអនុវត្តចំពោះប្រតិកម្មគីមីបង្កើតបានជាខ្លឹមសារនៃ ច្បាប់របស់ហេស:

ឥទ្ធិពលកម្ដៅនៃប្រតិកម្មគីមីដែលដំណើរការនៅសម្ពាធថេរ ឬបរិមាណថេរមិនអាស្រ័យលើផ្លូវនៃប្រតិកម្មនោះទេ ប៉ុន្តែត្រូវបានកំណត់ដោយស្ថានភាពនៃប្រតិកម្ម និងផលិតផលប្រតិកម្មប៉ុណ្ណោះ។

និយាយម្យ៉ាងទៀតឥទ្ធិពលកម្ដៅនៃប្រតិកម្មគីមីគឺស្មើនឹងការផ្លាស់ប្តូរមុខងាររបស់រដ្ឋ។
នៅក្នុង thermochemistry មិនដូចកម្មវិធីផ្សេងទៀតនៃទែរម៉ូឌីណាមិចទេ កំដៅត្រូវបានគេចាត់ទុកថាវិជ្ជមានប្រសិនបើវាត្រូវបានបញ្ចេញនៅក្នុង បរិស្ថាន, i.e. ប្រសិនបើ ហ < 0 или យូ < 0. Под тепловым эффектом химической реакции понимают значение ហ(ដែលត្រូវបានគេហៅថាសាមញ្ញ "enthalpy នៃប្រតិកម្ម") ឬ យូប្រតិកម្ម។

ប្រសិនបើប្រតិកម្មដំណើរការនៅក្នុងដំណោះស្រាយ ឬក្នុងដំណាក់កាលរឹង ដែលការផ្លាស់ប្តូរបរិមាណមិនសំខាន់នោះ

ហ = យូ + (pV) យូ. (3.3)

ប្រសិនបើឧស្ម័នដ៏ល្អត្រូវបានចូលរួមនៅក្នុងប្រតិកម្មបន្ទាប់មកនៅសីតុណ្ហភាពថេរ

ហ = យូ + (pV) = យូ+ ន. RT, (3.4)

ដែល n គឺជាការផ្លាស់ប្តូរចំនួនម៉ូលនៃឧស្ម័ននៅក្នុងប្រតិកម្ម។

ដើម្បីជួយសម្រួលដល់ការប្រៀបធៀបនៃ enthalpies នៃប្រតិកម្មផ្សេងគ្នា ពាក្យ "ស្ថានភាពស្តង់ដារ" ត្រូវបានប្រើ។ ស្ថានភាពស្តង់ដារគឺជាស្ថានភាពនៃសារធាតុសុទ្ធនៅសម្ពាធ 1 bar (= 10 5 Pa) និងសីតុណ្ហភាពដែលបានផ្តល់ឱ្យ. សម្រាប់ឧស្ម័ន នេះគឺជាស្ថានភាពសម្មតិកម្មនៅសម្ពាធ 1 bar ដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិនៃឧស្ម័នកម្រគ្មានដែនកំណត់។ Enthalpy នៃប្រតិកម្មរវាងសារធាតុនៅក្នុងរដ្ឋស្តង់ដារនៅសីតុណ្ហភាព ធ, បញ្ជាក់ ( rមានន័យថា "ប្រតិកម្ម") ។ នៅក្នុងសមីការកម្ដៅ មិនត្រឹមតែរូបមន្តនៃសារធាតុប៉ុណ្ណោះទេ ថែមទាំងបង្ហាញស្ថានភាពសរុប ឬការផ្លាស់ប្តូរគ្រីស្តាល់ផងដែរ។

ផលវិបាកសំខាន់ៗកើតឡើងពីច្បាប់របស់ Hess ដែលធ្វើឱ្យវាអាចគណនា enthalpy នៃប្រតិកម្មគីមី។

កូរ៉ូឡារី ១.

គឺស្មើនឹងភាពខុសគ្នារវាង enthalpies ស្តង់ដារនៃការបង្កើតផលិតផលប្រតិកម្ម និង reagents (គិតគូរពីមេគុណ stoichiometric):

ស្តង់ដារ enthalpy (កំដៅ) នៃការបង្កើតសារធាតុមួយ។ (fមានន័យថា "ការបង្កើត") នៅសីតុណ្ហភាពដែលបានផ្តល់ឱ្យត្រូវបានគេហៅថា enthalpy នៃប្រតិកម្មនៃការបង្កើតមួយ mole នៃសារធាតុនេះ នៃធាតុដែលស្ថិតក្នុងស្ថានភាពស្តង់ដារដែលមានស្ថេរភាពបំផុត។ យោងតាមនិយមន័យនេះ enthalpy នៃការបង្កើតសារធាតុសាមញ្ញដែលមានស្ថេរភាពបំផុតនៅក្នុងស្ថានភាពស្តង់ដារគឺ 0 នៅសីតុណ្ហភាពណាមួយ។ ស្តង់ដារ enthalpies នៃការបង្កើតសារធាតុនៅសីតុណ្ហភាព 298 K ត្រូវបានផ្តល់ឱ្យនៅក្នុងសៀវភៅយោង។

គំនិត "enthalpy នៃការបង្កើត" ត្រូវបានប្រើមិនត្រឹមតែសម្រាប់សារធាតុធម្មតាប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែថែមទាំងសម្រាប់អ៊ីយ៉ុងនៅក្នុងដំណោះស្រាយផងដែរ។ ក្នុងករណីនេះ អ៊ីយ៉ុង H + ត្រូវបានយកជាចំណុចយោង ដែល enthalpy ស្តង់ដារនៃការបង្កើតនៅក្នុងដំណោះស្រាយ aqueous ត្រូវបានសន្មត់ថាជាសូន្យ៖

កូរ៉ូឡារី ២. ស្តង់ដារ enthalpy នៃប្រតិកម្មគីមី

គឺស្មើនឹងភាពខុសគ្នារវាង enthalpies នៃការឆេះនៃ reagents និងផលិតផលប្រតិកម្ម (ដោយគិតគូរពីមេគុណ stoichiometric):

(គមានន័យថា "ដុត") ។ ស្តង់ដារ enthalpy (កំដៅ) នៃចំហេះនៃសារធាតុត្រូវបានគេហៅថា enthalpy នៃប្រតិកម្មនៃការកត់សុីពេញលេញនៃ mole នៃសារធាតុមួយ។ ផលវិបាកនេះជាធម្មតាត្រូវបានប្រើដើម្បីគណនាឥទ្ធិពលកម្ដៅនៃប្រតិកម្មសរីរាង្គ។

កូរ៉ូឡារី ៣. អង់ទីករនៃប្រតិកម្មគីមីគឺស្មើនឹងភាពខុសគ្នារវាងថាមពលនៃចំណងគីមីដែលខូច និងបង្កើត។

ដោយថាមពលនៃការទំនាក់ទំនង A-B គឺជាថាមពលដែលត្រូវការដើម្បីបំបែកចំណង និងបំបែកភាគល្អិតលទ្ធផលទៅជាចម្ងាយគ្មានកំណត់៖

AB (g) A (g) + B (g) ។

ថាមពលនៃសញ្ញាប័ណ្ណគឺតែងតែវិជ្ជមាន។

ទិន្នន័យគីមីវិទ្យាភាគច្រើននៅក្នុងសៀវភៅយោងត្រូវបានផ្តល់នៅសីតុណ្ហភាព 298 K។ ដើម្បីគណនាឥទ្ធិពលកម្ដៅនៅសីតុណ្ហភាពផ្សេងទៀត សូមប្រើ សមីការ Kirchhoff:

(ទម្រង់ផ្សេងគ្នា) (៣.៧)

(ទម្រង់អាំងតេក្រាល) (៣.៨)

កន្លែងណា គ ទំ- ភាពខុសគ្នារវាងសមត្ថភាពកំដៅ isobaric នៃផលិតផលប្រតិកម្ម និងសារធាតុដំបូង។ ប្រសិនបើភាពខុសគ្នា ធ 2 - ធ 1 គឺតូច, បន្ទាប់មកអ្នកអាចយក គ ទំ= const ។ នៅ ភាពខុសគ្នាធំសីតុណ្ហភាព វាចាំបាច់ក្នុងការប្រើការពឹងផ្អែកលើសីតុណ្ហភាព គ ទំ(ធ) ប្រភេទ៖

កន្លែងដែលមេគុណ ក, ខ, គល។ សម្រាប់សារធាតុនីមួយៗ ពួកវាត្រូវបានយកចេញពីសៀវភៅយោង ហើយសញ្ញាបង្ហាញពីភាពខុសគ្នារវាងផលិតផល និងសារធាតុ reagents (គិតគូរពីមេគុណ)។

ឧទាហរណ៍

ឧទាហរណ៍ 3-1 ។ស្តង់ដារ enthalpies នៃការបង្កើតសម្រាប់ទឹករាវនិងឧស្ម័ននៅ 298 K គឺ -285.8 និង -241.8 kJ / mol រៀងគ្នា។ គណនា enthalpy នៃចំហាយទឹកនៅសីតុណ្ហភាពនេះ។

ដំណោះស្រាយ... enthalpies នៃការបង្កើតត្រូវគ្នាទៅនឹងប្រតិកម្មដូចខាងក្រោម:

H 2 (g) + ЅO 2 (g) = H 2 O (g), ហ 1 0 = -285.8;

H 2 (g) + ЅO 2 (g) = H 2 O (g), ហ 2 0 = -241.8.

ប្រតិកម្មទីពីរអាចត្រូវបានអនុវត្តជាពីរដំណាក់កាល៖ ទីមួយ អ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានដុតដើម្បីបង្កើតជាទឹករាវតាមប្រតិកម្មទីមួយ ហើយបន្ទាប់មកទឹកត្រូវបានហួត។

H 2 O (g) = H 2 O (g), ហ 0 isp =?

បន្ទាប់មកយោងទៅតាមច្បាប់របស់ Hess ។

ហ 1 0 + ហ 0 isp = ហ 2 0 ,

កន្លែងណា ហ 0 isp = -241.8 - (-285.8) = 44.0 kJ / mol ។

ចម្លើយ។ 44.0 kJ / mol ។

ឧទាហរណ៍ 3-2 ។គណនា enthalpy នៃប្រតិកម្ម

6C (g) + 6H (g) = C 6 H 6 (g)

ក) ដោយ enthalpies នៃការបង្កើត; ខ) ដោយថាមពលនៃចំណង តាមការសន្មតថាចំណងទ្វេក្នុងម៉ូលេគុល C 6 H 6 ត្រូវបានជួសជុល។

ដំណោះស្រាយ... a) enthalpies នៃការបង្កើត (គិតជា kJ / mol) ត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងសៀវភៅយោង (ឧទាហរណ៍ P.W. Atkins, Physical Chemistry, 5th edition, pp. C9-C15): f H 0 (C 6 H 6 (g)) = 82.93, f H 0 (C (g)) = 716.68, f H 0 (H (g)) = 217.97 ។ អង់ទីករនៃប្រតិកម្មគឺ៖

r H 0 = 82.93 - 6 716.68 - 6 217.97 = -5525 kJ / mol ។

ខ) នៅក្នុងប្រតិកម្មនេះ។ ចំណងគីមីកុំបំបែកប៉ុន្តែមានតែទម្រង់។ នៅក្នុងការប៉ាន់ស្មាននៃចំណងទ្វេថេរ ម៉ូលេគុល C 6 H 6 មាន 6 ចំណង C-H, 3 C-C bonds និង 3 C = C bonds ។ ថាមពលចំណង (គិតជា kJ / mol) (P.W. Atkins, Physical Chemistry, 5th edition, p. C7): អ៊ី(C-H) = ៤១២, អ៊ី(C-C) = ៣៤៨, អ៊ី(C = C) = 612. អង់ទីករនៃប្រតិកម្មគឺ៖

r H 0 = - (6 412 + 3 348 + 3 612) = -5352 kJ / mol ។

ភាពខុសគ្នាជាមួយ លទ្ធផលត្រឹមត្រូវ។-5525 kJ / mol គឺដោយសារតែការពិតដែលថានៅក្នុងម៉ូលេគុល benzene មិនមានចំណងតែមួយ C-C និងចំណងទ្វេ C = C ប៉ុន្តែមាន 6 ចំណង C ក្រអូប។

ចម្លើយ។ ក) -5525 kJ / mol; b) -5352 kJ / mol ។

ឧទាហរណ៍ 3-3 ។គណនា enthalpy នៃប្រតិកម្មដោយប្រើទិន្នន័យយោង

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

ដំណោះស្រាយ... សមីការប្រតិកម្មអ៊ីយ៉ុងជាអក្សរកាត់គឺ៖

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

យោងតាមច្បាប់របស់ Hess ប្រតិកម្ម enthalpy គឺ:

r H 0 = 4f H 0 (H 2 O (g)) + 2 f H 0 (NO (g)) + 3 f H 0 (Cu 2+ (aq)) - ២ f H 0 (NO 3 - (aq))

(enthalpies នៃការបង្កើតទង់ដែងនិងអ៊ីយ៉ុង H + គឺស្មើគ្នាតាមនិយមន័យទៅ 0) ។ ការជំនួសតម្លៃនៃ enthalpies នៃការបង្កើត (P.W. Atkins, Physical Chemistry, 5th edition, pp. C9-C15) យើងរកឃើញ៖

r H 0 = 4 (-285.8) + 2 90.25 + 3 64.77 - 2 (-205.0) = -358.4 kJ

(ផ្អែកលើទង់ដែងបី) ។

ចម្លើយ។ -358.4 kJ ។

ឧទាហរណ៍ 3-4 ។គណនា enthalpy នៃការដុតមេតាននៅ 1000 K ដែលបានផ្តល់ឱ្យ enthalpies នៃការបង្កើតនៅ 298 K: f H 0 (CH 4) = -17.9 kcal / mol, f H 0 (CO 2) = -94.1 kcal / mol, f H 0 (H 2 O (g)) = -57,8 kcal / mol ។ សមត្ថភាពកំដៅនៃឧស្ម័ន (គិតជា cal / (mol. K)) ក្នុងចន្លោះពី 298 ទៅ 1000 K គឺស្មើនឹង៖

C p (CH 4) = 3.422 + 0.0178 ។ ធ, គ ទំ(O 2) = 6.095 + 0.0033 ។ ធ,

C p (CO 2) = 6.396 + 0.0102 ។ ធ, គ ទំ(H 2 O (g)) = 7.188 + 0.0024 ។ ធ.

ដំណោះស្រាយ... Enthalpy នៃប្រតិកម្មចំហេះមេតាន

CH 4 (g) + 2O 2 (g) = CO 2 (g) + 2H 2 O (g)

នៅ 298 K គឺស្មើនឹង៖

94.1 + 2 (-57.8) - (-17.9) = -191.8 kcal / mol ។

ចូរយើងស្វែងរកភាពខុសគ្នានៃសមត្ថភាពកំដៅដែលជាមុខងារនៃសីតុណ្ហភាព៖

គ ទំ = គ ទំ(CO 2) + 2 គ ទំ(H 2 O (g)) - គ ទំ(CH ៤) - ២ គ ទំ(ឱ ២) =
= 5.16 - 0.0094ធ(cal / (mol. K)) ។

enthalpy នៃប្រតិកម្មនៅ 1000 K ត្រូវបានគណនាដោយប្រើសមីការ Kirchhoff:

= + = -191800 + 5.16
(1000-298) - 0.0094 (1000 2 -298 2) / 2 = -192500 cal / mol ។

ចម្លើយ។ -192.5 kcal / mol ។

ភារកិច្ច

៣-១. តើត្រូវការកំដៅប៉ុន្មានដើម្បីផ្ទេរ 500 ក្រាមនៃអាល់ (mp 658 о С, ហ 0 pl = 92.4 cal / g) យកនៅ សីតុណ្ហភាពបន្ទប់ចូលទៅក្នុងស្ថានភាពរលាយប្រសិនបើ គ ទំ(Al tv) = 0.183 + 1.096 10 -4 ធ cal / (g K)?

៣-២. ស្តង់ដារ enthalpy នៃប្រតិកម្ម CaCO 3 (s) = CaO (s) + CO 2 (g) ដែលដំណើរការនៅក្នុងកប៉ាល់បើកចំហនៅសីតុណ្ហភាព 1000 K គឺ 169 kJ / mol ។ តើអ្វីជាកំដៅនៃប្រតិកម្មនេះដំណើរការនៅសីតុណ្ហភាពដូចគ្នា ប៉ុន្តែនៅក្នុងធុងបិទជិត?

៣-៣. គណនាថាមពលខាងក្នុងស្តង់ដារនៃការបង្កើត benzene រាវនៅ 298 K ប្រសិនបើ enthalpy ស្តង់ដារការបង្កើតរបស់វាគឺ 49.0 kJ / mol ។

៣-៤. គណនា enthalpy នៃការបង្កើត N 2 O 5 (g) នៅ ធ= 298 K ផ្អែកលើទិន្នន័យខាងក្រោម៖

2NO(g) + O 2(g) = 2NO 2(g), ហ 1 0 = -114.2 kJ / mol,

4NO 2(g) + O 2(g) = 2N 2 O 5(g), ហ 2 0 = -110.2 kJ / mol,

N 2 (g) + O 2 (g) = 2NO (g), ហ 3 0 = 182.6 kJ / mol ។

៣-៥. enthalpies នៃការឆេះនៃ -glucose, -fructose និង sucrose នៅ 25 ° C គឺស្មើនឹង -2802,
-2810 និង -5644 kJ / mol រៀងគ្នា។ គណនាកំដៅនៃ sucrose hydrolysis ។

៣-៦. កំណត់ enthalpy នៃការបង្កើត diborane B 2 H 6 (g) នៅ ធ= 298 K ពីទិន្នន័យខាងក្រោម៖

B 2 H 6 (g) + 3O 2 (g) = B 2 O 3 (tv) + 3H 2 O (g), ហ 1 0 = -2035.6 kJ / mol,

2B (tv) + 3/2 O 2 (g) = B 2 O 3 (tv), ហ 2 0 = -1273.5 kJ / mol,

H 2 (g) + 1/2 O 2 (g) = H 2 O (g), ហ 3 0 = -241.8 kJ / mol ។

៣-៧. គណនាកំដៅនៃការបង្កើតស័ង្កសីស៊ុលហ្វាតពីសារធាតុសាមញ្ញនៅ ធ= 298 K ដោយផ្អែកលើទិន្នន័យខាងក្រោម។

លំហាត់ប្រាណ 81.
គណនាបរិមាណកំដៅដែលនឹងត្រូវបានបញ្ចេញនៅពេលដែល Fe ត្រូវបានកាត់បន្ថយ២ អូ ៣ អាលុយមីញ៉ូមលោហធាតុ ប្រសិនបើដែក 335.1 ក្រាមត្រូវបានទទួល។ ចម្លើយ៖ ២៥៤៣.១ kJ ។
ដំណោះស្រាយ៖
សមីការប្រតិកម្ម៖

= (Al 2 O 3) - (Fe 2 O 3) = -1669.8 - (- 822.1) = -847.7 kJ

ការគណនាបរិមាណកំដៅដែលត្រូវបានបញ្ចេញនៅពេលទទួលបានដែក 335.1 ក្រាមត្រូវបានអនុវត្តពីសមាមាត្រ:

(2 . 55,85) : -847,7 = 335,1 : NS; x = (0847.7 . 335,1)/ (2 . 55.85) = 2543.1 kJ,

ដែល 55.85 គឺជាម៉ាស់អាតូមនៃជាតិដែក។

ចម្លើយ៖ 2543.1 kJ ។

ឥទ្ធិពលកំដៅនៃប្រតិកម្ម

កិច្ចការ ៨២ ។
ឧស្ម័ន អេតាណុល C2H5OH អាចទទួលបានដោយអន្តរកម្មនៃអេទីឡែន C 2 H 4 (g) និងចំហាយទឹក។ សរសេរសមីការកម្ដៅសម្រាប់ប្រតិកម្មនេះ ដោយបានគណនាឥទ្ធិពលកម្ដៅរបស់វាពីមុន។ ចម្លើយ៖ -45.76 kJ ។
ដំណោះស្រាយ៖
សមីការប្រតិកម្មគឺ៖

C 2 H 4 (g) + H 2 O (g) = C2 H 5 OH (g); =?

តម្លៃនៃកំដៅស្តង់ដារនៃការបង្កើតសារធាតុត្រូវបានផ្តល់ឱ្យក្នុងតារាងពិសេស។ ដោយពិចារណាថាកំដៅនៃការបង្កើតសារធាតុសាមញ្ញត្រូវបានគេយកតាមធម្មតាស្មើនឹងសូន្យ។ យើងគណនាឥទ្ធិពលកម្ដៅនៃប្រតិកម្ម ដោយប្រើកូរ៉ូឡារីពីច្បាប់របស់ Hess យើងទទួលបាន៖

= (C 2 H 5 OH) - [(C 2 H 4) + (H 2 O)] =
= -235.1 - [(52.28) + (-241.83)] = - 45.76 kJ

សមីការប្រតិកម្មដែលទាក់ទងនឹងនិមិត្តសញ្ញា សមាសធាតុគីមីស្ថានភាពនៃការប្រមូលផ្តុំ ឬការផ្លាស់ប្តូរគ្រីស្តាល់របស់ពួកគេត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញ ក៏ដូចជា តម្លៃលេខឥទ្ធិពលកម្ដៅត្រូវបានគេហៅថា thermochemical ។ នៅក្នុងសមីការ thermochemical លុះត្រាតែមានការបញ្ជាក់ផ្សេងពីនេះ តម្លៃនៃឥទ្ធិពលកម្ដៅនៅសម្ពាធថេរ Q p ត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញស្មើនឹងការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុង enthalpy នៃប្រព័ន្ធ។ តម្លៃជាធម្មតាត្រូវបានផ្តល់ឱ្យនៅជ្រុងខាងស្តាំនៃសមីការ ដោយបំបែកដោយសញ្ញាក្បៀស ឬសញ្ញាក្បៀស។ អក្សរកាត់ខាងក្រោមសម្រាប់ស្ថានភាពសរុបនៃសារធាតុមួយត្រូវបានអនុម័ត៖ ជី- ឧស្ម័ន, f- រាវ ទៅ

ប្រសិនបើកំដៅត្រូវបានបញ្ចេញជាលទ្ធផលនៃប្រតិកម្មបន្ទាប់មក< О. Учитывая сказанное, составляем термохимическое уравнение данной в примере реакции:

C 2 H 4 (g) + H 2 O (g) = C 2 H 5 OH (g); = - 45.76 kJ ។

ចម្លើយ៖- 45.76 kJ ។

កិច្ចការ ៨៣.
គណនាឥទ្ធិពលកម្ដៅនៃការថយចុះនៃជាតិដែក (II) អុកស៊ីដជាមួយអ៊ីដ្រូសែន ដោយផ្អែកលើសមីការកម្ដៅខាងក្រោម៖

a) EeO (k) + CO (g) = Fe (k) + CO 2 (g); = -13.18 kJ;
ខ) CO (g) + 1 / 2O 2 (g) = CO 2 (g); = -283.0 kJ;
គ) H 2 (g) + 1 / 2O 2 (g) = H 2 O (g); = -241.83 kJ ។
ចម្លើយ៖ +27.99 kJ ។

ដំណោះស្រាយ៖
សមីការប្រតិកម្មសម្រាប់ការកាត់បន្ថយជាតិដែក (II) អុកស៊ីដជាមួយអ៊ីដ្រូសែន មានទម្រង់៖

EeO (k) + H 2 (g) = Fe (k) + H 2 O (g); =?

= (H2O) - [(FeO)

កំដៅនៃការបង្កើតទឹកត្រូវបានកំណត់ដោយសមីការ

H 2 (g) + 1 / 2O 2 (g) = H 2 O (g); = -241.83 kJ,

ហើយកំដៅនៃការបង្កើតដែក (II) អុកស៊ីដអាចត្រូវបានគណនាដោយការដកសមីការ (ក) ពីសមីការ (ខ) ។

= (c) - (b) - (a) = -241.83 - [-283, o - (-13.18)] = +27.99 kJ ។

ចម្លើយ៖+27.99 kJ ។

កិច្ចការ ៨៤.
នៅពេលដែលឧស្ម័នអ៊ីដ្រូសែនស៊ុលហ្វីត និងកាបូនឌីអុកស៊ីតមានអន្តរកម្ម ចំហាយទឹក និងកាបូនឌីស៊ុលហ្វីត CS 2 (g) ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ សរសេរសមីការកម្ដៅនៃប្រតិកម្មនេះ ដំបូងគណនាឥទ្ធិពលកម្ដៅរបស់វា។ ចម្លើយ៖ +65.43 kJ ។
ដំណោះស្រាយ៖
ជី- ឧស្ម័ន, f- រាវ ទៅ- គ្រីស្តាល់។ និមិត្តសញ្ញាទាំងនេះត្រូវបានលុបចោល ប្រសិនបើស្ថានភាពនៃការប្រមូលផ្តុំសារធាតុជាក់ស្តែង ឧទាហរណ៍ О 2, Н 2 ។ល។
សមីការប្រតិកម្មគឺ៖

2H 2 S (g) + CO 2 (g) = 2H 2 O (g) + CS 2 (g); =?

តម្លៃនៃកំដៅស្តង់ដារនៃការបង្កើតសារធាតុត្រូវបានផ្តល់ឱ្យក្នុងតារាងពិសេស។ ដោយពិចារណាថាកំដៅនៃការបង្កើតសារធាតុសាមញ្ញត្រូវបានគេយកតាមធម្មតាស្មើនឹងសូន្យ។ កំដៅនៃប្រតិកម្មអាចត្រូវបានគណនាដោយប្រើ corollary e ពីច្បាប់របស់ Hess:

= (H 2 O) + (CS 2) - [(H 2 S) + (CO 2)];
= 2 (-241.83) + 115.28 - = +65.43 kJ ។

2H 2 S (g) + CO 2 (g) = 2H 2 O (g) + CS 2 (g); = +65.43 kJ ។

ចម្លើយ៖+65.43 kJ ។

សមីការកម្ដៅនៃប្រតិកម្ម

កិច្ចការ ៨៥.
សរសេរសមីការកម្ដៅនៃប្រតិកម្មរវាង CO (g) និងអ៊ីដ្រូសែន ជាលទ្ធផលដែល CH 4 (g) និង H 2 O (g) ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ តើកំដៅប៉ុន្មាននឹងត្រូវបានបញ្ចេញក្នុងអំឡុងពេលប្រតិកម្មនេះប្រសិនបើ 67.2 លីត្រនៃមេតានត្រូវបានទទួលក្នុងលក្ខខណ្ឌធម្មតា? ចម្លើយ៖ 618.48 kJ ។
ដំណោះស្រាយ៖
សមីការនៃប្រតិកម្មដែលរដ្ឋសរុប ឬការផ្លាស់ប្តូរគ្រីស្តាល់ត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញនៅជិតនិមិត្តសញ្ញានៃសមាសធាតុគីមី ក៏ដូចជាតម្លៃលេខនៃឥទ្ធិពលកម្ដៅត្រូវបានគេហៅថា ទែរម៉ូគីមី។ នៅក្នុងសមីការ thermochemical លើកលែងតែមានការបញ្ជាក់ផ្សេងពីនេះ តម្លៃនៃឥទ្ធិពលកម្ដៅនៅសម្ពាធថេរ Q p ត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញស្មើនឹងការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុង enthalpy នៃប្រព័ន្ធ។ តម្លៃជាធម្មតាត្រូវបានផ្តល់ឱ្យនៅជ្រុងខាងស្តាំនៃសមីការ ដោយបំបែកដោយសញ្ញាក្បៀស ឬសញ្ញាក្បៀស។ អក្សរកាត់ខាងក្រោមសម្រាប់ស្ថានភាពសរុបនៃសារធាតុមួយត្រូវបានអនុម័ត៖ ជី- ឧស្ម័ន, f- អ្វីមួយ, ទៅ- គ្រីស្តាល់។ និមិត្តសញ្ញាទាំងនេះត្រូវបានលុបចោល ប្រសិនបើស្ថានភាពនៃការប្រមូលផ្តុំសារធាតុជាក់ស្តែង ឧទាហរណ៍ О 2, Н 2 ។ល។
សមីការប្រតិកម្មគឺ៖

CO (g) + 3H 2 (g) = CH 4 (g) + H 2 O (g); =?

= (H 2 O) + (CH 4) - (CO)];
= (-241.83) + (-74.84) - (-110.52) = -206.16 kJ ។

សមីការកម្ដៅនឹងមានទម្រង់៖

22,4 : -206,16 = 67,2 : NS; x = 67.2 (-206.16) / 22 × 4 = -618.48 kJ; Q = 618.48 kJ ។

ចម្លើយ៖ 618.48 kJ ។

កំដៅនៃការអប់រំ

កិច្ចការ ៨៦.
ឥទ្ធិពលកំដៅនៃប្រតិកម្មគឺស្មើនឹងកំដៅនៃការបង្កើត។ គណនាកំដៅនៃការបង្កើត NO ដោយប្រើសមីការកម្ដៅខាងក្រោម៖
a) 4NH 3 (g) + 5O 2 (g) = 4NO (g) + 6H 2 O (g); = -1168.80 kJ;
ខ) 4NH 3 (d) + 3O 2 (d) = 2N 2 (d) + 6H 2 O (g); = -1530.28 kJ
ចម្លើយ៖ ៩០,៣៧ kJ ។
ដំណោះស្រាយ៖
កំដៅស្តង់ដារនៃការបង្កើតគឺស្មើនឹងកំដៅនៃប្រតិកម្មនៃការបង្កើត 1 mol នៃសារធាតុនេះពីសារធាតុសាមញ្ញក្រោមលក្ខខណ្ឌស្តង់ដារ (T = 298 K; p = 1.0325.105 Pa) ។ ការបង្កើត NO ពីសារធាតុសាមញ្ញអាចត្រូវបានតំណាងដូចខាងក្រោម:

1 / 2N 2 + 1 / 2O 2 = ទេ។

ប្រតិកម្មដែលបានផ្តល់ឱ្យ (a) ដែលក្នុងនោះ 4 mol នៃ NO ត្រូវបានបង្កើតឡើង និងប្រតិកម្មដែលបានផ្តល់ឱ្យ (b) ដែលក្នុងនោះ 2 mol នៃ N2 ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ អុកស៊ីហ្សែនចូលរួមនៅក្នុងប្រតិកម្មទាំងពីរ។ ដូច្នេះដើម្បីកំណត់កំដៅស្តង់ដារនៃការបង្កើត NO យើងបង្កើតវដ្ត Hess ខាងក្រោម ពោលគឺ យើងត្រូវស្រង់សមីការ (a) ពីសមីការ (b)៖

ដូចនេះ 1/2N 2 + 1/2O 2 = NO; = +90.37 kJ ។

ចម្លើយ៖ 618.48 kJ ។

កិច្ចការ ៨៧.
អាម៉ូញ៉ូមក្លរីតគ្រីស្តាល់ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយអន្តរកម្មនៃអាម៉ូញាក់ឧស្ម័ននិងអ៊ីដ្រូសែនក្លរួ។ សរសេរសមីការកម្ដៅសម្រាប់ប្រតិកម្មនេះ ដោយបានគណនាឥទ្ធិពលកម្ដៅរបស់វាពីមុន។ តើកំដៅប៉ុន្មាននឹងត្រូវបានបញ្ចេញប្រសិនបើអាម៉ូញាក់ 10 លីត្រត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងប្រតិកម្មក្នុងលក្ខខណ្ឌធម្មតា? ចម្លើយ៖ 78.97 kJ ។
ដំណោះស្រាយ៖
សមីការនៃប្រតិកម្មដែលរដ្ឋសរុប ឬការផ្លាស់ប្តូរគ្រីស្តាល់ត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញនៅជិតនិមិត្តសញ្ញានៃសមាសធាតុគីមី ក៏ដូចជាតម្លៃលេខនៃឥទ្ធិពលកម្ដៅត្រូវបានគេហៅថា ទែរម៉ូគីមី។ នៅក្នុងសមីការ thermochemical លុះត្រាតែមានការបញ្ជាក់ផ្សេងពីនេះ តម្លៃនៃឥទ្ធិពលកម្ដៅនៅសម្ពាធថេរ Q p ត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញស្មើនឹងការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុង enthalpy នៃប្រព័ន្ធ។ តម្លៃជាធម្មតាត្រូវបានផ្តល់ឱ្យនៅជ្រុងខាងស្តាំនៃសមីការ ដោយបំបែកដោយសញ្ញាក្បៀស ឬសញ្ញាក្បៀស។ ខាងក្រោមនេះត្រូវបានអនុម័ត, ទៅ- គ្រីស្តាល់។ និមិត្តសញ្ញាទាំងនេះត្រូវបានលុបចោល ប្រសិនបើស្ថានភាពនៃការប្រមូលផ្តុំសារធាតុជាក់ស្តែង ឧទាហរណ៍ О 2, Н 2 ។ល។
សមីការប្រតិកម្មគឺ៖

NH 3 (g) + НCl (g) = NH 4 Cl (q) ។ ; =?

= (NH4Cl) - [(NH 3) + (HCl)];
= -315.39 - [-46.19 + (-92.31) = -176.85 kJ ។

សមីការកម្ដៅនឹងមានទម្រង់៖

កំដៅដែលបានបញ្ចេញក្នុងអំឡុងពេលប្រតិកម្មនៃ 10 លីត្រនៃអាម៉ូញាក់ដោយប្រតិកម្មនេះត្រូវបានកំណត់ពីសមាមាត្រ:

22,4 : -176,85 = 10 : NS; x = 10 (-176.85) / 22.4 = -78.97 kJ; Q = 78.97 kJ ។

ចម្លើយ៖ 78.97 kJ ។

តទៅនេះ សន្ទស្សន៍ ខ្ញុំយោងទៅលើសារធាតុចាប់ផ្តើម ឬសារធាតុប្រតិកម្ម និងសន្ទស្សន៍ j- ទៅសារធាតុចុងក្រោយ ឬផលិតផលប្រតិកម្ម; និង - មេគុណ stoichiometric នៅក្នុងសមីការប្រតិកម្មសម្រាប់វត្ថុធាតុចាប់ផ្តើម និងផលិតផលប្រតិកម្ម រៀងគ្នា។

ឧទាហរណ៍៖ចូរយើងគណនាឥទ្ធិពលកំដៅនៃប្រតិកម្មសំយោគមេតាណុលក្រោមលក្ខខណ្ឌស្តង់ដារ។

ដំណោះស្រាយ៖សម្រាប់ការគណនា យើងនឹងប្រើទិន្នន័យយោងលើកំដៅស្តង់ដារនៃការបង្កើតសារធាតុដែលចូលរួមក្នុងប្រតិកម្ម (សូមមើលតារាង 44 នៅទំព័រ 72 នៃសៀវភៅយោង)។

ឥទ្ធិពលកំដៅនៃប្រតិកម្មសំយោគមេតាណុលក្រោមលក្ខខណ្ឌស្តង់ដារយោងទៅតាមលទ្ធផលដំបូងនៃច្បាប់របស់ Hess (សមីការ 1.15) គឺស្មើនឹង៖

នៅពេលគណនាឥទ្ធិពលកម្ដៅនៃប្រតិកម្មគីមី ចាំបាច់ត្រូវយកមកពិចារណាថា ឥទ្ធិពលកម្ដៅអាស្រ័យលើស្ថានភាពនៃការប្រមូលផ្តុំនៃប្រតិកម្ម និងប្រភេទនៃការកត់ត្រាសមីការគីមីនៃប្រតិកម្ម៖

យោងទៅតាមកូរ៉ូឡារីទីពីរពីច្បាប់របស់ Hess ឥទ្ធិពលកម្ដៅអាចត្រូវបានគណនាដោយប្រើកំដៅនៃការឆេះ Δ គ Hជាភាពខុសគ្នារវាងផលបូកនៃកំដៅនៃការឆេះនៃវត្ថុធាតុដើម និងផលិតផលប្រតិកម្ម (ដោយគិតគូរពីមេគុណ stoichiometric):

ដែលជាកន្លែងដែល Δ r C ទំ- កំណត់លក្ខណៈនៃការផ្លាស់ប្តូរសមត្ថភាពកំដៅ isobaric នៃប្រព័ន្ធដែលជាលទ្ធផលនៃប្រតិកម្មគីមី ហើយត្រូវបានគេហៅថាមេគុណសីតុណ្ហភាពនៃឥទ្ធិពលកម្ដៅនៃប្រតិកម្ម។

វាធ្វើតាមសមីការឌីផេរ៉ង់ស្យែល Kirchhoff ដែលការពឹងផ្អែកនៃឥទ្ធិពលកម្ដៅលើសីតុណ្ហភាពត្រូវបានកំណត់ដោយសញ្ញាΔ r C ទំ, i.e. អាស្រ័យលើមួយណាធំជាង សមត្ថភាពកំដៅសរុបនៃវត្ថុធាតុចាប់ផ្តើម ឬសមត្ថភាពកំដៅសរុបនៃផលិតផលប្រតិកម្ម។ ចូរយើងវិភាគ សមីការឌីផេរ៉ង់ស្យែល Kirchhoff ។

1. ប្រសិនបើមេគុណសីតុណ្ហភាពΔ r C ទំ> 0 បន្ទាប់មកដេរីវេ > 0 និងមុខងារ កើនឡើង។ ជាលទ្ធផលឥទ្ធិពលកម្ដៅនៃប្រតិកម្មកើនឡើងជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាព។

2. ប្រសិនបើមេគុណសីតុណ្ហភាពΔ r C ទំ< 0, то производная < 0 и функция ថយចុះ។ ជាលទ្ធផលឥទ្ធិពលកម្ដៅនៃប្រតិកម្មថយចុះជាមួយនឹងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាព។

3. ប្រសិនបើមេគុណសីតុណ្ហភាពΔ r C ទំ= 0 បន្ទាប់មកដេរីវេ = 0 និង ... ជាលទ្ធផលកំដៅនៃប្រតិកម្មគឺឯករាជ្យនៃសីតុណ្ហភាព។ ករណីនេះមិនកើតឡើងក្នុងការអនុវត្តទេ។

សមីការឌីផេរ៉ង់ស្យែលងាយស្រួលសម្រាប់ការវិភាគ ប៉ុន្តែមិនងាយស្រួលសម្រាប់ការគណនា។ ដើម្បីទទួលបានសមីការសម្រាប់ការគណនាឥទ្ធិពលកម្ដៅនៃប្រតិកម្មគីមី យើងរួមបញ្ចូលសមីការឌីផេរ៉ង់ស្យែល Kirchhoff ដោយបែងចែកអថេរ៖

សមត្ថភាពកំដៅនៃសារធាតុអាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាព ដូច្នេះ ... ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយនៅក្នុងជួរសីតុណ្ហភាពដែលប្រើជាទូទៅក្នុងដំណើរការវិស្វកម្មគីមី ការពឹងផ្អែកនេះគឺមិនសំខាន់ទេ។ សម្រាប់គោលបំណងជាក់ស្តែង ពួកគេប្រើសមត្ថភាពកំដៅមធ្យមនៃសារធាតុក្នុងជួរសីតុណ្ហភាពចាប់ពី 298 K ដល់សីតុណ្ហភាពដែលបានផ្តល់ឱ្យ។ ដែលត្រូវបានផ្តល់ឱ្យនៅក្នុងសៀវភៅយោង។ មេគុណសីតុណ្ហភាពនៃឥទ្ធិពលកម្ដៅគណនាដោយប្រើសមត្ថភាពកំដៅមធ្យម៖

ឧទាហរណ៍៖ចូរយើងគណនាឥទ្ធិពលកំដៅនៃប្រតិកម្មសំយោគមេតាណុលនៅសីតុណ្ហភាព 1000 K និងសម្ពាធស្តង់ដារ។

ដំណោះស្រាយ៖សម្រាប់ការគណនា យើងនឹងប្រើទិន្នន័យយោងលើសមត្ថភាពកំដៅមធ្យមនៃសារធាតុដែលចូលរួមក្នុងប្រតិកម្មក្នុងជួរសីតុណ្ហភាពចាប់ពី 298 K ដល់ 1000 K (សូមមើលតារាង 40 នៅទំព័រ 56 នៃសៀវភៅយោង)៖

ការផ្លាស់ប្តូរសមត្ថភាពកំដៅមធ្យមនៃប្រព័ន្ធជាលទ្ធផលនៃប្រតិកម្មគីមី៖

ច្បាប់ទីពីរនៃទែរម៉ូឌីណាមិក

មួយនៃ ភារកិច្ចសំខាន់ទែរម៉ូឌីណាមិកគីមីគឺជាការបកស្រាយពីលទ្ធភាពជាមូលដ្ឋាន (ឬមិនអាចទៅរួច) នៃការកើតឡើងដោយឯកឯងនៃប្រតិកម្មគីមីក្នុងទិសដៅដែលបានពិចារណា។ ក្នុងករណីដែលវាក្លាយជាច្បាស់ថាផ្តល់ឱ្យ អន្តរកម្មគីមីអាចកើតឡើង វាចាំបាច់ក្នុងការកំណត់កម្រិតនៃការបំប្លែងសារធាតុចាប់ផ្តើម និងទិន្នផលនៃផលិតផលប្រតិកម្ម ពោលគឺភាពពេញលេញនៃប្រតិកម្ម។

ទិសដៅនៃដំណើរការដោយឯកឯងអាចត្រូវបានកំណត់ដោយផ្អែកលើច្បាប់ទី 2 ឬការចាប់ផ្តើមនៃទែរម៉ូឌីណាមិកដែលបង្កើតជាឧទាហរណ៍ក្នុងទម្រង់នៃ postulate របស់ Clausius:

កំដៅដោយខ្លួនវាមិនអាចឆ្លងពីរាងកាយត្រជាក់ទៅក្តៅមួយ ពោលគឺដំណើរការបែបនេះមិនអាចទៅរួចទេ លទ្ធផលតែមួយគត់ដែលអាចជាការផ្ទេរកំដៅពីរាងកាយដែលមានសីតុណ្ហភាពទាបជាងទៅរាងកាយដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជាង។

ការបង្កើតច្បាប់ទីពីរនៃទែរម៉ូឌីណាមិកជាច្រើនត្រូវបានស្នើឡើង។ ថមសុន - រូបមន្ត Planck៖

Impossible គឺជាម៉ាស៊ីនចលនាអចិន្ត្រៃយ៍នៃប្រភេទទីពីរ ពោលគឺម៉ាស៊ីនដែលដំណើរការតាមកាលកំណត់គឺមិនអាចទៅរួចទេ ដែលធ្វើឱ្យវាអាចទទួលបានការងារដោយគ្រាន់តែធ្វើឱ្យប្រភពកំដៅត្រជាក់ប៉ុណ្ណោះ។

រូបមន្តគណិតវិទ្យានៃច្បាប់ទី 2 នៃទែរម៉ូឌីណាមិចបានកើតឡើងនៅក្នុងការវិភាគនៃប្រតិបត្តិការនៃម៉ាស៊ីនកំដៅនៅក្នុងស្នាដៃរបស់ N. Carnot និង R. Clausius ។

Clausius បានណែនាំមុខងាររបស់រដ្ឋ សហៅថា entropy ការផ្លាស់ប្តូរដែលស្មើនឹងកំដៅ ដំណើរការបញ្ច្រាសទាក់ទងនឹងសីតុណ្ហភាព

សម្រាប់ដំណើរការណាមួយ។