ТЕРМОХИМИЯ
Химические реакции, как правило, сопровождаются тепловыми эффектами, которые изучают в специальном разделе – термохимии.
Термохимические расчеты основаны на применении закона Гесса (1836 г.): тепловой эффект химической реакции, протекающей при постоянном давлении или постоянном объеме, не зависит от способа ее проведения, и определяется лишь начальным и конечным состоянием системы реагирующих веществ. В частности, если процесс идет в несколько стадий при р=const, то его общий тепловой эффект ( H) равен сумме тепловых эффектов всех этих стадий [8].
Теплота растворения соли. Растворение представляет собой физическое или химическое явление в зависимости от природы веществ. Химические процессы растворения, как и химические реакции, сопровождаются значительными тепловыми эффектами. Рассмотрим, почему одни соли в воде растворяются с выделением тепла, как, например:
CuCl |
aq Cu2 |
2Cl |
(aq) |
, |
H0 |
72,8 кДж/моль, |
2(т) |
(aq) |
|
|
298 |
|
|
а другие – с поглощением: |
KCl(т) aq K (aq) Cl(aq) , |
|||||
H2980 |
18,4 кДж/моль. |
|
|
|
|
|
При растворении соли в воде происходят два основных процесса. Первый – эндотермический, связанный с разрушением кристаллической решетки; второй – экзотермический, обусловленный гидратацией ионов соли (причем
H образования гидратов тем отрицательнее, чем выше заряд иона и меньше его радиус). И если по абсолютной величине H первого процесса больше, то растворение идет с эндоэффектом; если же второго, то – с экзоэффектом.
Теплота нейтрализации. Тепловой эффект реакции нейтрализации, как и других химических процессов, можно представить алгебраической суммой энтальпий (т.е. H) разрушения прежних химических связей и образования новых.
Так, при смешении растворов сильной кислоты и щелочи энергия затрачивается на разрушение гидратных оболочек ионов водорода ( H(aq) H
) и
гидроксила |
( OH(aq) |
OH ), |
но выделяется при образовании молекул воды |
||||
( H |
OH |
H2 O(ж) |
). |
Тепловой |
эффект |
суммарного |
процесса: |
H(aq) |
OH(aq) |
H2 O(ж) |
равен алгебраической сумме указанных теплот. (Здесь не |
||||
учитываются теплоты взаимного разбавления при смешении растворов.)
При взаимодействии щелочи со слабой кислотой энергия затрачивается не только на дегидратацию реагирующих частиц, но и на осуществление диссоциации слабого электролита, например: 
H
.
Последний процесс более энергоемок, чем дегидратация ионов, поэтому суммарный тепловой эффект данной реакции нейтрализации менее отрицателен, чем при взаимодействии щелочи с сильной кислотой.
35