17.2: Теплота реакції

Last updated
Save as PDF

Page ID: 76423

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

У деяких реакціях тепло виробляється реакцією, і такі реакції називаються екзотермічними. Якщо не буде дозволено виходити з системи тепла, система стане гарячою. В інших реакціях тепло повинно подаватися, щоб викликати реакцію. Такі реакції носять ендотермічний характер.

Теплота реакції - це тепло, необхідне для впливу реакції, або тепло, що виробляється реакцією - деякі автори використовують одне визначення, інші використовують інше. Тут ми визначимо теплоту реакції як тепло, необхідне для впливу реакції, щоб воно було позитивним для ендотермічних реакцій і негативним для екзотермічних реакцій. (У власному письмі переконайтеся, що ваше значення однозначне - не припускайте, що існує якась «конвенція», яку всі використовують.) Якщо реакція проводиться при постійному тиску (тобто на відкритому лабораторному стенді), теплом, необхідним для впливу реакції, є підвищення ентальпії системи. Іншими словами, H позитивний для ендотермічної реакції. Якщо реакція виробляє тепло, ентальпія зменшується, а Δ Н негативна. Теплоти реакції, як правило, вказуються як молярні величини при певній температурі (часто 25 ^o С) і тиску (часто в одній атмосфері). Звичайна умовність - писати

A + B → C ΔH = х J моль ⁻¹

Можна зробити це ще зрозумілішим, вказавши температуру і тиск, при якому визначається ентальпія реакції, і чи є реагенти твердими (s), рідиною (l) або газом (g).

Якщо реакція проводиться в постійному обсязі (в закритій посудині), теплом, необхідним для впливу реакції, є збільшення внутрішньої енергії, ∆U. У будь-якому випадку, в нашій конвенції (яка, здається, є найпоширенішою) ∆H або ∆U є позитивними для ендотермічної реакції та негативними для екзотермічної реакції.

Теплота реакції при постійному тиску (∆H), як правило, трохи більше, ніж при постійному обсязі (U), хоча якщо всі реагенти є рідкими або твердими речовинами, різниця дійсно дуже мала і часто незначна в межах точності, до якої проводяться вимірювання.