.Применивпервыйзаконтермодинамикикхимическимреакциями заменивизменениявнутреннейэнергиисоответствующимитеплотами сгорания,непосредственноприходимкзаконуГесса,которыйгласит: тепловой эффект химической реакции зависит только от начального и конечного состояния, но не зависит от пути, по которому протекала реакция.
Так, например, непосредственно калориметрически определить теплоту сгорания углерода в СО по реакции
С +1/202=00 + 01 (1-25) невозможно, так как при этом одновременно с СО образуется частично и СОг. Но легко измерить теплоту сгорания окиси углерода Он и углерода в углекислоту Ош по реакциям:
СО +1/202=^02+285,8 МДж/моль (68 220 ккал/моль) (1-26)
и
С + О2=СО2+409 МДж/моль (97650 ккал/моль). (1-27)
По закону Гесса теплота сгорания зависит только от начального и конечного состояния. Поэтому в случае, когда система переходит из начального состояния в конечное через ряд промежуточных состояний, сумма теплот сгорания при отдельных промежуточных реакциях должна равняться теплоте сгорания при непосредственном превращении, т. е.
Ох+Оп-Ош. (1-28)
Следовательно, теплота сгорания углерода в СО будет равняться:
К тому же результату можно прийти, производя соответствующие уравнению (1-25) алгебраические действия над термохимическими уравнениями реакций. Так, для рассматриваемого примера можно написать:
_ С + 02 = С02 + 409
СО + 1/202 = С02 + 285,8
С—СО+ 1/202 == 123,2
С + 1/202=СО+ 123,2 МДж/моль.
или
Используя закон Гесса, можно производить расчеты по определению теплоты образования химических соединений. Теплотой образования называется тепловой эффект, получающийся при образовании соединения из его элементов. Непосредственное измерение теплоты образования представляет значительные трудности, часто реакции образования соединения совершенно невозможно провести калориметрически.
Теплоту образования соединения С}вможно вычислить с помощью закона Гесса по сумме теплот сгорания элементов, содержащихся в данном соединении 20эл, и теплоте сгорания соединения Осоед, так как
Отсюда
20эл — 0в + Осоед. 0в = 20эл—Осоед
(1-30) (1-31)
Если соединение вновь разлагается на элементы, то для этого необходим расход тепла, равный теплоте образования, т. е. теплота разложения какого-либо соединения равна теплоте его образования, взятой с обратным знаком. Это положение представляет собой содержание закона Лавуазье и Лапласа. 24
Из уравнения (1-30) можно также определить теплоту сгорания какого-либо соединения:
(дсоел — ^Сдэл—'Яв, (1-32)
т. е. тепловой эффект реакции равен разности теплот образования продуктов реакции и начальных веществ.