Termochemie

Termochemie je část fyzikální chemie, která pomocí fyzikálních zákonů vysvětluje děje, které probíhají v látkách při chemických reakcích. Samotná termochemie se zabývá uvolňováním a přijímáním tepla při chemických reakcích. Termodynamická soustava je soubor těles oddělených rozhraním. -      soustavy:    otevřená – s okolím si vyměňuje energii i částice uzavřená – vyměňuje si s okolím pouze energii izolovaná – stěny nepropustné pro energii i částice Veličiny, které popisují aktuální stav soustavy, se označují jako stavové. Jsou závislé pouze na počátečním a konečném stavu soustavy.  Jsou jimi např. hmotnost, teplota, hustota, tlak apod. Veličiny můžeme dělit také na extenzivní a intenzivní. Extenzivní stavové veličiny jsou závislé na velikosti soustavy. Je to například lákové množství, hmotnost, objem. Naopak u intenzivních veličin na velikosti nezáleží. -      děje:    izobarické – probíhají za stálého tlaku izotermické - probíhají za stálé teploty izochorické - probíhají za stálého objemu      -      reakce:    exotermické – systém při nich uvolňuje teplo endotermické - systém při nich spotřebovává teplo

   

    Většin chemických reakcí je prováděna za konstantního tlaku. V těchto případech se pro stavovou funkci popisující výměnu tepla s okolím používá název entalpie H. Absolutní hodnotu entalpie nelze změřit, avšak můžeme zjistit její změnu ΔH. 1.termodynamická věta říká že: H=ΔU (vnitřní energie)+pΔV. Změnu entalpie lze změřit pouze za tzv. standardního stavu. Je to stav o teplotě 298,15 K (25 °C) a tlaku 101,325 kPa (1 atmosféra), ve kterém je daná látka nejstálejší. Pro exotermní děje je ΔH záporná (systém předal teplo do okolí a je o ní chudší) pro endotermní kladná.

 

Termochemické zákony:

1.   Lavoisierův – Laplaceův zákon -      Reakční teplo přímé a protisměrné reakce je až na znaménko stejné. 2.   Hessův zákon -      Výsledné reakční teplo chemické reakce nezávisí na způsobu jejího průběhu, ale pouze na počátečním a konečném stavu. -      Vyplývá z toho i to že, reakční teplo určité reakce je stejné jako součet reakčních tepel postupně prováděných reakcí, vycházejících ze stejných výchozích látek a končících stejnými produkty. -      V termochemických rovnicích je důležité vyjadřovat skupenství všech látek, které se reakce zúčastní, protože změny skupenství jsou spojeny s výměnou tepla. Standardní slučovací teplo – reakční teplo, při kterém vzniká 1 mol látky přímo z prvků. Reakční látky musí být ve standardním stavu. Standardní slučovací tepla prvků jsou rovna nule. Jednotkou je kJ.mol¯¹.  Vzorec výpočtu reakčního tepla:    Standardní spalné teplo – reakční teplo, při kterém se spálí 1 mol látky v nadbytku kyslíku. Reakční látky musí být ve standardním stavu.  Jednotkou je kJ.mol¯¹. 

Vzorec výpočtu reakčního tepla: