2) теплоты сгорания – «теплота реакции равна сумме теплот сгорания исходящих веществ за вычетом теплот сгорания продуктов реакции с учетом стехиометрических коэффициентов»
где r – реакции;
c – композиция;
3) теплоты образования – «тепловой эффект реакции равен разности между теплотами образования всех веществ, указанных в правой части уравнения (продукт реакции), и теплотами образования всех веществ, указанных в левой части уравнения».
где f – формация.
Пример 1. Рассчитать тепловой эффект реакции этерификации спирта.
Пример 2. Рассчитать тепловой эффект реакции, протекающей по уравнению:
3. Закон Кирхгоффа. Интегральная форма уравнений Кирхгоффа
3акон Кирхгоффа
Это уравнения Кирхгоффа в дифференциальной форме.
Когда идет изменение функции по t – температурный коэффициент:
Закон Кирхгоффа: температурный коэффициент теплового эффекта равен изменению теплоемкости данного процесса.
Интегральная форма уравнений Кирхгоффа:
интегральная форма уравнений Кирхгоффа, Т>1= 298 К.
1) ΔСР ≠ f(T)
усредненное ΔН при Т>1– по закону Гесса;
2) ΔСР = f(T)
Пример 3. Рассчитать тепловой эффект химической реакции при Т= 1000 К (реакция сгорания С>2Н>5ОН).
С>2Н>5ОН + 30>2 = 2С0>2 + ЗН>20 (самостоятельно).
Все реакции – как реакции образования:
Т = 1000 к.
ЛЕКЦИЯ № 10. Гальванические элементы
1. Понятие гальванического элемента
Гальванический элемент – прибор, который преобразовывает химическую энергию в электрическую. Одним из таких элементов является элемент Даниэля – Якоби. Этот элемент состоит из двух электродов: цинкового и медного, – погруженных в соответствующие сульфатные растворы, между которыми пористая перегородка:
При замыкании внешней цепи электроны переходят от Zn к Cu, происходит диффузия цинка в медь:
Образуем электрохимическую схему:
Анод – отрицательный электрод (слева). Катод – положительный электрод.
Для определения ЭДС этого элемента нужно сравнить стандартные электродные потенциалы обоих электродов. При записи электродных реакций принято, что окисленная форма находится в левой части, а восстановленная – в правой части уравнения.
где E>0 – электродвижущая сила (ЭДС) гальванического элемента, когда все реагенты в стандартном состоянии.
ЭДС элемента вычисляется вычитанием из потенциала катода потенциала анода.
ЭДС элемента равна +0,34 – (–0,76) = 1,1 В; чем больше электродные потенциалы отличаются друг от друга, тем больше ЭДС. Если погрузить металл в раствор соли большей концентрации, то потенциал нестандартный. Значит, на величину электродного потенциала влияет концентрация и температура. Такая зависимость выражается уравнением В. Нернста.
где п – число ионов;
R – универсальная газовая постоянная;
Т – температура;
С – концентрация активных ионов в растворе;
F – число Фарадея = 96500 В.
2. Химические источники тока
ХИТы – устройства, которые применяют для непосредственного преобразования энергии химической реакции в электрическую. ХИТы применяются в различных областях техники. В средствах связи: радио, телефон, телеграф; в электроизмерительной аппаратуре; они служат источниками электропитания для автомобилей, самолетов, тракторов; применяются для приведения в действие стартеров и др.