Стандартная энтальпия образования ΔН>обр– теплота, выделяемая или поглощаемая при образовании 1 моль вещества из простых веществ, его составляющих, при стандартных условиях. Так, например, ΔН>обр(NaCl) = -411 кДж/моль. Это означает, что в реакции Na(тв) + ½Cl>2(г) = NaCl(тв) при образовании 1 моль NaCl выделяется 411 кДж энергии.
Стандартная энтальпия реакции ΔН – изменение энтальпии в ходе химической реакции, определяется по формуле: ΔН = ΔН>обр(продуктов) – ΔН>обр(реагентов).
Так для реакции NH>3(г) + HCl(г) = NH>4Cl(тв), зная ΔH>o>6>p(NH>3)=-46 кДж/моль, ΔH>o>6>p(HCl) = -92 кДж/моль и ΔH>o>6>p(NH>4Cl) = -315 кДж/моль имеем:
ΔH = ΔH>o>6>p(NH>4Cl) – ΔH>o>6>p(NH>3) – ΔH>o>6>p(HCl) = -315 – (-46) – (-92) = -177 кДж.
Если ΔН < 0, то реакция экзотермическая. Если ΔН > 0, то реакция эндотермическая.
Закон Гесса: стандартная энтальпия реакции зависит от стандартных энтальпий реагентов и продуктов и не зависит от пути протекания реакции.
Самопроизвольно идущие процессы могут быть не только экзотермическими, т. е. процессами с уменьшением энергии (ΔН < 0), но могут быть и эндотермическими процессами, т. е. процессами с увеличением энергии (ΔН > 0). Во всех этих процессах «беспорядок» системы увеличивается.
Энтропия S– физическая величина, характеризующая степень беспорядка системы. S – стандартная энтропия, ΔS – изменение стандартной энтропии. Если ΔS > 0, беспорядок растет, если AS < 0, то беспорядок системы уменьшается. Для процессов в которых растет число частиц, ΔS > 0. Для процессов, в которых число частиц уменьшается, ΔS < 0. Например, энтропия меняется в ходе реакций:
СаО(тв) + Н>2O(ж) = Са(OH)>2(тв), ΔS < 0;
CaCO>3(тв) = СаО(тв) + CO>2(г), ΔS > 0.
Самопроизвольно идут процессы с выделением энергии, т. е. для которых ΔН < 0, и с увеличением энтропии, т. е. для которых ΔS > 0. Учет обоих факторов приводит к выражению для энергии Гиббса: G = Н – TS или ΔG = ΔН – Т • ΔS. Реакции, в которых энергия Гиббса уменьшается, т. е. ΔG < 0, могут идти самопроизвольно. Реакции, в ходе которых энергия Гиббса увеличивается, т. е. ΔG > 0, самопроизвольно не идут. Условие ΔG = 0 значит, что между продуктами и реагентами установилось равновесие.
При низкой температуре, когда величина Т близка к нулю, идут лишь экзотермические реакции, так как TΔS – мало и ΔG = ΔН < 0. При высоких температурах значения