Стандартная энтальпия сгорания, химической связи, сублимации, испарения и плавления

Эта величина чаще всего определяется при термохимических измерениях в калориметрах (специальных приборах).

Стандартной энтальпией сгоранияназывается энтальпия реакции сгорания одного моля вещества в кислороде с образованием оксидов элементов, имеющих высшую степень окисления, или простых веществ, если они более устойчивы в данных условиях, чем оксиды. Обозначается D_flH⁰₂₉₈ (формула вещества), где fl – первые две буквы от английского слова flamе – «гореть».

Примерами могут служить следующие реакции:

С₂Н₄,_Г + 3 О₂,_г = 2 Н₂О_Ж + 2СО₂,_Г D_rH⁰₂₉₈ = -1410,8 кДж = D_flH⁰₂₉₈ (С₂Н₄,_Г) = -1410,8 кДж/моль

NH₃,_г + 1,5 О₂,_г = 0,5 N_2,r + 1,5 Н₂О_ж D_rH⁰₂₉₈ = -382,5 кДж = D_flH⁰₂₉₈ (NH₃,_г) = -382,5 кДж/моль

Стандартная энтальпия химической связи —это изменение энтальпии в реакции образования одного моля двухатомных молекул (или других двухатомных частиц) из атомов веществ, находящихся в газообразном состоянии:

Н_г + Сl_г = НС1_г D_rH⁰₂₉₈ = -431,0 кДж/моль

Н_г + Н_г = Н_2,г D_rH⁰₂₉₈ = -432 кДж/моль

Образование химической связи — процесс экзотермический, и поэтому энтальпия его всегда имеет отрицательное значение. Энтальпия обратной реакции, соответствующая реакции диссоциации двухатомной молекулы (частицы), называется энтальпией разрыва связи. В этом случае процесс эндотермический, и она имеет положительное значение.

Для двухатомных молекул энтальпия разрыва связи определяется как энтальпия диссоциации. Для многоатомных молекул эта величина является условной и отвечает энтальпии такого процесса, при котором данная химическая связь разрывается, а все остальные связи остаются без изменения. Реально для многоатомных молекул можно определить лишь среднее значение энтальпии разрыва химической связи, потому что энтальпии последовательных разрывов связей в них не равноценны. Например, энтальпия отрыва первого атома водорода от молекулы аммиака не равна энтальпии отрыва второго и третьего.

Химические связи условно подразделяют на прочные, или сильные — энергия разрыва связи > 500 кДж/моль; слабые от ~ 100 до ~ 20 кДж/моль, водородные ~ 15 кДж/моль. Межмолекулярные (ван-дер-ваальсовы) силы имеют энергию связи ~ 5 кДж/моль и менее.

Стандартная энтальпия сублимации (испарения)равна стандартному изменению энтальпии при переходе одного моля твердого (жидкого) вещества в газообразное состояние. Так как большинство металлов переходит в газ в атомарном состоянии, для металлов эту величинуеще называют энтальпией атомизации.

Стандартная энтальпия плавленияравна стандартному изменению энтальпии при переходе одного моля вещества из твердого состояния в жидкое.

Принята следующая форма записи этих величин: D_sН°, D_νH⁰ и D_тН°. Буквы s, ν и т являются первыми буквами английских слов

sиbliтаtion — «сублимация (возгонка)», vароrization — «испарение» и теlting — «плавление».

Закон Гесса

В основе всех термохимических расчетов лежит закон Гесса: