Углекислый газ может быть получен в одну стадию; тепловой эффект этой стадии равен Δ
В химических справочниках невозможно привести тепловые эффекты всех реакций. Но из закона Гесса можно получить важные следствия, позволяющие вычислить Δ
Для многих веществ ΔHof и ΔHocг приведены в справочниках (см., например, подробный on-line справочник или краткую таблицу 1 приложения). Рассмотрим схему:
Исходные вещества и продукты некоторой реакции, имеющей искомый тепловой эффект Δ
Это равенство выражает первое следствие из закона Гесса. Например, для реакции
2 NO(г) + O2(г) → 2 NO2(г)
ΔHo = 2ΔHof (NO2 , г) - [2ΔHof (NO , г) + ΔHof (O2 , г)
Для простых веществ ΔHof = 0, поэтому ΔHo = 2ΔHof (NO2 , г) - 2ΔHof (NO , г)
Рассмотрим другую схему:
Очевидно, что исходные вещества и продукты некоторой реакции всегда дают одни и те же продукты сгорания. Поэтому, согласно закону Гесса:
Это равенство выражает второе следствие из закона Гесса.
1.2 НАПРАВЛЕННОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
В механических системах самопроизвольно протекают процессы, в которых уменьшается потенциальная энергия, т.е. критерием самопроизвольности служит неравенство Δ
Состояние вещества можно охарактеризовать двояко: 1) Указать значения измеряемых свойств, например, температуру и давление. Это характеристики макросостояния. 2) Указать мгновенные характеристики каждой частицы вещества – ее положение в пространстве, скорость и направление перемещения. Это характеристики микросостояния.
Поскольку тела состоят из огромного количества частиц, то данному макросостоянию соответствует колоссальное число различных микросостояний. Это число называется термодинамической вероятностью
S = k ln W,
где
Энтропию измеряют в Дж/К, а для одного моля – в Дж/(моль·К). По смыслу энтропия является мерой неупорядоченности системы. Так, для одного и того же вещества она имеет наибольшее значение в газообразном состоянии и наименьшее – в твердом, а для разных веществ в одном и том же агрегатном состоянии определяется сложностью структуры молекул[7]. Любая система имеет тенденцию к самопроизвольному росту энтропии (Δ
где
Величина
Δ
Если для некоторой реакции Δ
График зависимости Δ
Рисунок 1.1 – Графики зависимостей ΔG от температуры.