Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Фролов В.В. -> "Химия" -> 53

Химия - Фролов В.В.

Фролов В.В. Химия: Учеб. пособие — М.: Высш. шк., 1986. — 543 c.
Скачать (прямая ссылка): chem_up_dlya_msv.pdf
Предыдущая << 1 .. 47 48 49 50 51 52 < 53 > 54 55 56 57 58 59 .. 211 >> Следующая

1) чтобы перевести моль кристалла в отдельные положительные и отрицательные ионы, потребуется затратить энергию кристаллической решетки U:
NaCI (Kp)-»-Na+ (г) + СГ (г) — U
2) переводя полученные ионы в нейтральные атомы, получим обратно энергию ионизации и затратим энергию сродства к электрону для отрицательного иона:
Na+ (г) +е~-+Na° (г) + 490 кДж/моль; СГ (г) —e°-VCL° (г) -356 кДж/моль
3) переведем нейтральные атомы, находящиеся в состоянии идеального газа, в устойчивые состояния: атомы металла в кристаллическое состояние (получив при этом обратно энергию возгонки или сублимации), а атомарный хлор — в молекулярный газ (получив обратно энергию диссоциации молекул):
Na° (r)-»-Na (кр) + 107,5 кДж/моль; С1„ (г)-*-7аС12 (г) + 121,0 кДж/моль
4) соединим твердый металл и газообразный окислитель и получим при этом моль твердого, кристалла, теплота образования которого "Q известна:
Na (кр) + '/а С1а (г) = NaCI (кр) +410кДж/моль
Сумма энергий всех процессов по циклу Борна —Габера должна быть равна нулю, так как мы получили в результате исходное ве
138
щество. Из опыта энергия кристаллической решетки равна V — = 772,5 кДж/моль. Рассчитаем энергию кристаллической решетки по уравнению А. Ф. Капустинского (в тех же единицах)
(V- 107,133-^2-2«,
где г, =0,098 нм — радиус иона иона С1~; гх, г2 — валентности, числовые значения, получаем
(/В 107-133-0179-2"
Ыа+; г2 = 0,181 нм — радиус равные единице. Подставляя
770 кДж/моль.
Как видно, в данном случае совпадение расчета по уравнению (4.9) и расчета по циклу Борна — Габера хорошее, однако оно будет хуже для более сложных кристаллов (поляризация, увеличение ковалент-ных полярных связей).
Закон Гесса в наши дни применяют главным образом для расчета термодинамических функций — энтальпий, которые сейчас используются для термохимических расчетов. Термохимия, исторически сложившаяся раньше термодинамики, в настоящее время претерпела некоторые изменения и стала разделом химической термодинамики.
6.3. ЭЛЕМЕНТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ
Химическая термодинамика изучает изменения энергии в результате процессов в материальных системах, приводящих к изменению состава и свойств физических тел, из которых построена данная система.
Термодинамической системой называется комплекс взаимодействующих между собой физических тел, мысленно обособленный от окружающей среды.
Системы бывают изолированные, в которых энергообмен и мас-сообмен с окружающей средой отсутствуют, и замкнутые, в которых возможен энергообмен с окружающей средой, но не возможен обмен веществом. Незамкнутые системы рассматриваются в термодинамике необратимых процессов.
Системы можно разделить на гомогенные, или однородные, не имеющие физических границ раздела между отдельными частями, так как во всех частях системы свойства одинаковы (например, ненасыщенный раствор), и системы гетерогенные, или неоднородные, разделяющиеся на отдельные части физическими границами раздела, на
которых свойства системы резко изменяют- ., оп _
Д и г РИС. 82. Гетерогенная си-
ся. Часть гетерогенной системы, ограничен- стема система иасы.
ная физическими границами, раздела, на- шейного раствора

139
зывается фазой. Например, насыщенный раствор, соприкасающийся с растворяемым веществом, представляет собой гетерогенную систему (рис. 82).
Состояние системы определяется физическими параметрами; в простейшем случае идеального газа — это давление и температура, так как V = {(р, Т).
Изменение параметров системы вызывает процесс. Если процесс заключается в последовательном изменении параметров, приводящих в конечном итоге систему в исходное состояние, то такой процесс называется циклом.
Химическая термодинамика, так же как и общая термодинамика, основана главным образом на двух законах (началах).
6.4. ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ
Первое начало термодинамики, окончательно сформулированное Джоулем в середине XIX в., представляет собой закон сохранения энергии. Для замкнутых систем, обменивающихся энергией с окружающей средой, уравнение первого закона термодинамики имеет вид
Я ¦- \и - Л, (6.1)
где (3 — энергия, сообщенная системе; Дс/ — приращение внутренней энергии системы; А — работа, совершенная системой.
Энергия, сообщенная системе (ф), может быть тепловой или другой формой энергии, так как первый закон термодинамики справедлив для любых процессов. Если система поглощает энергию, то 0_ принимает положительное значение, т. е. знак <3 обратеи знаку теплового эффекта реакции:
д = - д. (6.2)
Внутренняя энергия системы (II) включает все виды энергии, заключенные в веществах, составляющих систему, кроме энергии, созданной гравитационными, электрическими или магнитными полями, а также кроме кинетической энергии системы в целом (для движущейся системы). Таким образом, II — сумма всех видов тепловой энергии движения элементарных частиц, энергии связи и энергии агрегатных состояний. Это сложная термодинамическая функция, полностью определяемая состоянием системы или соответствующим сочетанием параметров (р и Т). Если система поглощает энергию, то запас внутренней энергии растет (ДсУ>0).
Предыдущая << 1 .. 47 48 49 50 51 52 < 53 > 54 55 56 57 58 59 .. 211 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed