Эффекты химических реакций

На основе законов химической термодинамики возможно дать количественную оценку термодинамическим процессам, протекающим в горных породах с изменением их химического состава и количества. К таким процессам относятся окислительно-восстановительные химические реакции в горных породах при геотехнологических способах добычи полезных ископаемых, обжигмагнитном обогащении некоторых руд, газогенерации твердого топлива и ряд других.

Основой химической термодинамики являются первый и второй законы термодинамики. Первый закон термодинамики применительно к химическим процессам позволяет определить тепловые эффекты химических реакций. Второй закон термодинамики позволяет определить условия, при которых она может быть доведена, т.е. равновесное состояние реакции или равновесный состав реагирующих веществ и продуктов реакции.

тепла. Химические реакции, которые протекают с выделением тепла, называются экзотермическими, а с поглощением тепла - эндотермическими. Количество тепла, выделяющееся или поглощаются в результате химической реакции при постоянных V и Т или Р и Т и отсутствии внешней работы (за исключением работы расширения), называется тепловым эффектом химической реакции.

С учетом определения тепловые эффекты химических реакций подразделяются на тепловые эффекты изохорно-изотермических реакций Q_v и тепловые эффекты изобарно-изотермических реакций Q_p.

Для изохорно-изотермических химических реакций (dV=0) при отсутствии внешней работы первый закон термодинамики примет вид

Интегрирование дает

т.е. тепловой эффект изохорно-изотермической химической реакции равен изменению внутренней энергии системы в результате химической реакции.

Для изобарно-изотермических химических реакций (dP=0) при отсутствии внешней работы (за исключением работы расширения) уравнение первого закона термодинамики можно представить в виде

,

или

.

Интегрирование дает

,

т.е. тепловой эффект изобарно-изотермической химической реакции равен изменению энтальпии системы в результате протекания химической реакции.