2749771534

E= N_Ae= N_aą,+ (i/2)RT którą to energię utożsamiamy z energią wewnętrzną, a pochodna po temperaturze (24) będzie molową pojemnością cieplną w stałej objętości

c_v = (i/2)R

Druga pojemność cieplna wynika ze związku pomiędzy energią wewnętrzną a entalpią (21). Dla gazu doskonałego będzie to H = U+nRT

co daje relację pomiędzy molowymi wartościami c_p i c_v (ale tylko dla gazu doskonałego) w postaci

c_p = c_v+ R

Dla jednoatomow ego gazu doskonałego i = 3, a dla dwuatomowego i = 5 (dlaczego?).

C. PODSTAWY TERMOCHEMII

25.    Praktyczne konsekwencje prawa Hessa - czyli TERMOCHEMIA

Wykorzystuje się stabelaryzowane wartości zmian entalpii dla reagentów w celu obliczenia zmiany entalpii dla reakcji chemicznej. Ta z kolei jest efektem cieplnym w procesie izobarycznym. Reakcję chemiczną definiuje się w sposób najbardziej ogólny jako proces: substraty -> produkty

Podstawowym celem termochemii jest obliczenie standardowej entalpii reakcji, czyli zmiany entalpii dla reakcji spełniającej pewne wymogi. Dotyczą one jednoznacznej definicji stanu początkowego i końcowego, jako jedynych czynników wpływających na zmianę funkcji stanu (tutaj entalpii).

Standardowa entalpia reakcji jest zatem zmianą entalpii dla reakcji standardowej. Ta z kolei musi spełniać następujące warunki:

a)    Reakcja biegnie do końca.

b)    Bierze w niej udział liczba moli reagentów wynikająca z równania stechiometrycznego.

c)    Temperatura oraz ciśnienie w stanie początkowym (substraty ) i końcowym (produkty) są takie same.

d)    Reagenty występują w stanach standardowych.

Te cztery' punkty określają jednoznacznie: jakie są substancje w stanie początkowym i końcowym (a,d); w jakich ilościach występują (b) i w jakich waninkach fizycznych (c,d). Opis musi być jeszcze uzupełniony definicją stanu standardowego.

W stanie standardowym ciśnienie wynosi p ° = 1 bar, a ponadto -gazy -> czyste gazy doskonale:

-    substancje skondensowane (czyste lub w roztworze, poza jonami) -» czyste składniki:

-    jony w roztworze -> roztwór doskonały o stężeniu 1 mol/ 1000 g rozpuszczalnika.

Zauważmy, że w reakcji standardowej ciśnienie zawsze wynosi 1 bar. podczas gdy temperatura może być różna, ale zawsze ściśle określona i taka sama dla substratów i produktów.

26.    Podstawowe dane do obliczeń standardowych entalpii dowolnej reakcji, to standardowe entalpie tworzenia i standardowe entalpie spalania.

Standardowa entalpia tworzenia (AH,°) związku chemicznego jest standardową entalpią następującej reakcji pierwiastki w stanach termodynamicznie trwałych —> 1 mol związku

np. standardowa reakcja tworzenia ciekłego cykloheksanu, będzie standardową entalpią następującej reakcji:

6C(_grafit) + 6H_2lg, -> C₆H_I2(c|

Standardowa entalpia spalania (ztH_H,° związku chemicznego zawierającego jedy nie C, O lub H) jest standardową entalpią następującej reakcji

1 mol związku + n0_2(g, —» mC0₂₍₍.) + kH₂0,.,

"Właściwy stan skupienia wynika z temperatuiy. praktycznie jest to zawsze (g) dla COz i (c) albo (g) dla H₂0.