4 ДӘріс. Химиялық термодинамикаға кіріспе. Негізгі термодинамикалық (ТД) ұғымдар: тд жүйесі(система), химиялық фаза және компонент, гомо және гетерогенді жүйелер, тд параметрлер мен функциялар. Термодинамиканың бірінші заңы

Адиабаттық процесс қоршаған ортамен жылу алмаспайтындықтан q = 0, жұмыс ішкі энергияның азаюымен жүреді A = - U U = C_V T, ендеше А = C_V (T₁ – T₂) (1.26)

Әдетте, көптеген химиялық реакциялар тұрақты атм.қысымда жүргізіледі. Тұрақты қысымдағы реакция жылуы q_p деп тұрақты қысымда реакция кезінде бөлінетін немесе сіңірілетін жылу энергиясын айтады. q_p = Н.

Ендеше q_p де q_v сияқты күй функциясы болады. Реакция жылуын есептегенде осы маңызды қасиетіне сүйенеді.

Идеал газдар қатысатын реакциÿлар ¾øiн q_P мен q_V арасында¹ы қатынастар

q_p = Н. Н = U + PV. Н = U + PV және PV = nRT болғандықтан,

Н = U + nRT, q_p = U + nRT немесе q_p= q_v + nRТ (1.27)

Ендеше, бұл теңдеу тұрақты қысымдағы реакция жылуы мен тұрақты көлемдегі реакция жылуының арасындағы байланысты анықтайды. n – түзілген газ өнімдерінің моль санымен бастапқы газ күйіндегі реагенттердің моль сандарының айырымы. R – универсалдық газ тұрақтысы. Т - өнімдер мен реагенттердің температурасы.

Мысалы мына реакция үшін:

Н_2(г) + ½ О_2(г)  Н₂О_(ж) n = 0 -1,5 = -1,5

Гесс заңы P = const және V = const жағдайындағы процестер үшін дәл орындалады:

q_v = U; q_p = Н.

Тек осы жағдайлар үшін жылу эффектісі жолға байланысты емес, химиялық реакцияның ерекшелігіне байланысты.

Бірақ бұл заңды қолдану үшін мына шарттарды сақтау міндет: процестерде бастапқы және соңғы күйлері бірдей болу керек. Онда тек қана химиялық құрамын ғана емес, олардың тұрған жағдайлары (Т, Р т.б.) және агрегаттық күйі, ал кристал заттар үшін кристал модификациясы бірдей болуы міндетті.

Гесс заңынан термохимиялық есептеулер үшін практикалық маңызы бар бірнеше салдар шығады.

аА + вВ +…... = dД + eE +...

H= (dH_{түз. Д} + eH_{түз. Е} +...) - (aH_{ттүз. А} + вН_{түз. В}+...)

немесе (1.28)

Жай заттардың түзілу жылуы нөлге тең деп қабылданады.

(Түзілу жылуы деген не? Еске түсіріңіз).

Гесс заңынан шығатын тұжырым бойынша реакцияның жылу эффектісі бастапқы заттар мен реакция өнімдерінің жану жылуларының айырымына тең.