Химиялық реакцияның жылу эффектісі

Химиялық реакцияның энергетикалық эффектісін және сол эффектің әрекеттесетін заттардың құрамы мен құрылысына, үдерістің өту жағдайына тәуелділігін зерттейтін сала термохимия деп аталады. Егер реакция нәтижесінде жылу бөлінсе, оны экзотермиялық,ал сіңірілсе-эндотермиялық реакция деп, ал жылу эффектілері көрсетілген реакция теңдеулерін термохимиялық реакция теңдеулері деп аталады. Мысалы:

Бір моль күрделі зат молекуласы жай заттардан түзілген кезде бөлінетін немесе сіңірілетін жылу мөлшерін – түзілу жылуы (Q_түзілу,^кДж/_моль), ал ыдырау кезіндегісін – ыдырау жылуы (Q_ыдырау) деп атайды.

Термохимияның негізгі заңын 1840 жылы Г.И. Гесс ашқан. Бұл заң бойынша:

Белгілі бір тұрақты қысым мен көлемде жүретін реакциялардың жылу эффектісі оның жүру жолына тәуелсіз, тек жүйенің бастапқы және соңғы күйіне ғана тәуелді болады.

Гесс заңын мына төмендегі сызбанұсқамен кескіндеуге болады:


AB



А+С→АС (Q₃)

A

А+B→АB (Q₁)

AB



АB+С→АС+B (Q₂) (Q₃)



AC



AB

Бұл заңды түсіну үшін төменде келтірілген мысалды қарастырайық.

Төмендегі сұлбада темірдің (III) оксидін екі әдіспен алу жолы келтірілген.

1) Fe →Fe₂O₃ 2) Fe → FeO → Fe₂O₃

Жазылған сұлбада бастапқы күйі темірге қатысты болса, соңғысы темір (III) оксиді.


2FeO



(Q₃)

(Q₁)

AB



(Q₂)



Fe

Fe₂O₃

2

Енді көрсетілген реакция теңдіктерінің сұлбаларына қатысты термохимиялық реакциялардың теңдеулерін жазсақ:

2Fe + O₂ = 2FeO + 529,6 кДж

2FeО + 0,5O₂ = Fe₂O₃ + 292,6 кДж

Осы теңдіктің екі жағын мүшелеп қоссақ:

2Fe + 2FeО+1,5O₂ = 2FeО + Fe₂O₃ + 822,2 кДж

Өзгеріссіз қалған заттар формулаларын жойып, қайта жазсақ:

2Fe +1,5O₂ = Fe₂O₃ + 822,2 кДж (5)

Сонда: Q₃=Q₁+Q₂ болғаны, олай болса темірден темір (III) оксидін тікелей алса да шығатын жылу мөлшері (5) реакциядағыдай болар еді.