стандартные изменения энтальпии
Изменения энтальпии, происходящие при химической реакции или фазовом превращении, могут варьировать в зависимости от температуры, давления и физического состояния веществ, участвующих в рассматриваемом процессе. Кроме того, изменения энтальпии зависят от количества этих веществ. Поэтому принято характеризовать каждый конкретный процесс стандартным изменением молярной энтальпии, или короче-стандартной молярной энтальпией.
Стандартная молярная энтальпия реакции это изменение энтальпии при стандартных условиях в расчете на моль реакции, т.е. в соответствии с тем, как она описывается стехиометрическим (сбалансированным) химическим уравнением. В качестве стандартных условий обычно принимаются температура 298 К и давление 1 атм. Предполагается, что при этих условиях каждый из реагентов и продуктов находится в своем стандартном (нормальном) физическом состоянии. Например, стандартным физическим состоянием водорода является газообразное состояние, тогда как стандартным физическим состоянием воды является жидкое состояние.
Для записи стандартной молярной энтальпии реакции используется обозначение ΔHfr (298 К). Важно отметить, что величина ΔН° должна однозначно соответствовать конкретному химическому уравнению либо формуле. Например,
а) 2Н2(г.) + 02(г.) = 2Н20(ж.), ΔН°т (298 К) = — 571,6 кДж/моль
Эта запись указывает, что если два моля газообразного водорода Н2(г.) соединяются с одним молем газообразного кислорода 02(г.), образуя два моля жидкой воды Н20(ж.) при давлении одна атмосфера и температуре 298 К, то такая реакция сопровождается изменением энтальпии, равным —571,6 кДж. Отрицательный знак изменения энтальпии означает, что реакция экзотермическая, т. е. происходит с выделением тепла.
Если теперь ту же реакцию представить записанным ниже уравнением, то стандартная молярная энтальпия этой реакции оказывается равной половине приведенного выше значения:
б) Н2(г.) + 02(г.) = Н20(ж.) + 285,8 кДж/моль
После формулы каждого вещества, участвующего в реакции, следует обязательно указывать (в скобках) его физическое состояние. Чтобы проиллюстрировать, насколько это важно, сравним, например, стандартную молярную энтальпию реакции (б) со стандартной молярной энтальпией следующей реакции:
в) Н2(г.) + O2(г.) = Н20(г.) +241,8 кДж/моль
В реакции (б) вода образуется в жидком состоянии, а в реакции (в) она образуется в виде газа (пара). Различие в стандартных молярных энтальпиях между этими двумя реакциями, равное 44,0 кДж/моль, представляет собой стандартную молярную энтальпию (точнее, стандартное изменение молярной энтальпии) испарения воды.
Сказанное позволяет понять, что такие выражения, как «стандартная молярная энтальпия окисления водорода» нельзя считать однозначными, и поэтому их следует избегать. Стандартная молярная энтальпия окисления кислорода может соответствовать любому из трех приведенных выше стехиометрических уравнений и, следовательно, может иметь любое из трех указанных выше значений, существенно отличающихся друг от друга.
Оглавление: