mozok.click » Хімія » Екзотермічні й ендотермічні реакції. Термохімічне рівняння
Інформація про новину
  • Переглядів: 262
  • Автор: admin
  • Дата: 1-02-2018, 17:56
1-02-2018, 17:56

Екзотермічні й ендотермічні реакції. Термохімічне рівняння

Категорія: Хімія

Опанувавши матеріал параграфа, ви зможете:

• знати й розуміти поняття «тепловий ефект хімічної реакції», «екзотермічні реакції», «ендотермічні реакції», «термохімічне рівняння»;

• розрізняти екзо- й ендотермічні реакції;

• характеризувати хімічні реакції за тепловим ефектом;

• складати термохімічні рівняння;

• висловлювати судження й оцінювати практичне значення та роль термохімічних реакцій у житті людини.

Пригадайте, якими зовнішніми ефектами характеризується перебіг хімічної реакції.

Тепловий ефект хімічної реакції. Вам уже відомо, що хімічні перетворення одних речовин на інші супроводжуються певними явищами, які називають ознаками перебігу хімічних реакцій. Однією з основних ознак є тепловий ефект реакції, що проявляється виділенням або поглинанням енергії.

За тепловим ефектом реакції поділяють на екзо- й ендотермічні (рис. 53).

ТЕПЛОВИЙ ЕФЕКТ ХІМІЧНОЇ РЕАКЦІЇ



З’ясуємо, чому в одних випадках тепло виділяється, а в інших — поглинається. Під час хімічних перетворень відбувається руйнування одних хімічних зв’язків й утворення інших. Тому тепловий ефект хімічної реакції визначають за різницею енергії зв’язків, що утворилися, і тих, що зруйнувалися.

Чи дійсно в хімічних зв’язках речовин до реакції акумулюється енергія? Щоб відповісти на це запитання, проведемо демонстраційні досліди.

Дослід 1. Взаємодія кальцій оксиду з водою. Проведемо реакцію, відому під назвою «гасіння вапна».

На дно фарфорової чашки покладемо кілька шматочків кальцій оксиду й обережно доллємо воду. Спостерігаємо бурхливу реакцію, «закипання» суміші з виділенням великої кількості тепла (рис. 54). Це екзотермічна реакція:

До екзотермічних належать реакції горіння деревини, природного газу, вугілля, магнію, порошку заліза, розчинення сульфатної кислоти, нейтралізація кислот лугами, взаємодія металів із сіркою тощо.

З курсу фізики вам відомо, що кожна речовина характеризується певним запасом енергії, що утворюється внаслідок хаотичного руху структурних частинок цієї речовини (молекул, атомів, йонів тощо).

Це внутрішня енергія. У процесі перебігу хімічних реакцій вона (внутрішня енергія) змінюється внаслідок перебудови речовин і супроводжується або виділенням, або поглинанням тепла. Під час реакцій горіння, крім тепла, виділяється й світлова енергія.

На уроках хімії в попередніх класах ви вже проводили хімічні перетворення, які відбувалися за нагрівання реагентів. До них належать багато реакцій розкладу, розчинення амоній хлориду у воді, взаємодія азоту з киснем, добування кисню з гідроген пероксиду, калій перманганату тощо. Однак тоді ви не звертали увагу на те, виділяється чи поглинається теплова енергія.

Дослід 2. Розклад купрум(ІІ) гідроксиду. Обережно нагріємо в полум’ї спиртівки синій осад купрум(ІІ) гідроксиду, добутий реакцією обміну. За кілька хвилин спостерігаємо утворення чорного осаду — порошку купрум(ІІ) оксиду. Реакція відбувається тільки за нагрівання, тобто з поглинанням тепла. Це ендотермічна реакція.

Рис. 55. Теплові ефекти екзо- й ендотермічної реакцій


Напишіть самостійно рівняння реакції розкладу купрум(ІІ) гідроксиду.

Тепловим ефектом реакції називають кількість тепла, що виділяється або поглинається під час хімічної реакції.

Тепло, яке виділяється або поглинається, визначають за різницею між внутрішньою енергією реагентів і продуктів реакції (рис. 55). Одиницю вимірювання тепла — джоуль (Дж) або кілоджоуль (кДж) позначають АН (читається «дельта-аш»).

Термохімічне рівняння. Кількість тепла, що виділяється або поглинається під час хімічної реакції, зазначають у рівняннях реакції.

Наприклад, реакція горіння метану в кисні:

Хімічне рівняння, у якому зазначено тепловий ефект реакції, називають термохімічним.

Термохімічне рівняння горіння вуглецю:

Обидві реакції — екзотермічні, бо енергія виділяється назовні. Розклад кальцій карбонату відбувається за високих температур. Тому енергія надходить іззовні. Цю ендотермічну реакцію відображає таке рівняння:

Термохімічне рівняння розкладу меркурій(ІІ) оксиду:

Як бачимо, кількість тепла, що поглинулася під час розкладу кальцій карбонату й меркурій(П) оксиду, — однакова. Однак у реакції розкладу кальцій карбонату поглинулося 180 кДж тепла з розрахунку на 1 моль, а в реакції розкладу меркурій(ІІ) оксиду — на 2 моль реагенту. Отже, тепловий ефект реакції відповідає тій кількості речовини, яка реагує за рівнянням реакції.

Екзотермічні реакції відіграють важливу роль у процесах виробництва сульфатної кислоти, виплавлення чавуну та сталі, відновлення металів алюмотермічним способом. У побутових умовах їх використовують для обігріву приміщень, приготування їжі, у хімічних лабораторіях для створення умов перебігу реакцій.

Завдяки екзотермічним реакціям організми людини та тварин підтримують постійну температуру тіла.

Ендотермічні реакції також мають практичне значення. Їх використовують для добування багатьох неорганічних речовин, лікарських препаратів, розкладу води під час добування кисню та водню, добування негашеного вапна тощо. Термохімічними рівняннями користуються для обчислень під час виробничих процесів.


ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ

За тепловим ефектом реакції поділяють на екзо- й ендотермічні. Екзотермічні — реакції, під час яких виділяється тепло. Ендотермічні — реакції, під час яких поглинається тепло. Екзотермічна реакція відбувається, якщо енергія реагентів є більшою за енергію утворення продуктів реакції.

Ендотермічна реакція відбувається, якщо енергія реагентів є меншою від енергії утворення продуктів реакції.

Тепловим ефектом реакції називають кількість тепла, що виділяється або поглинається під час хімічної реакції.

Хімічне рівняння, у якому зазначено тепловий ефект реакції, називають термохімічним.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

1. Сформулюйте визначення екзо- й ендотермічних реакцій

2. Позначте екзотермічні реакції серед запропонованих.

3. Позначте реакцію заміщення, що належить до ендотермічних.

4. Допишіть рівняння реакцій, поставте коефіцієнти та вкажіть, до якого типу належить кожна з них:

5. Допишіть рівняння реакцій і класифікуйте їх на окисно-відновні й такі, що відбуваються без зміни ступеня окиснення. Позначте окисник і відновник в окисно-відновних реакціях:

6. Обчисліть маси й об’єми водню та кисню (н. у.), що утворюються внаслідок електролізу води кількістю речовини 15 моль.

7. Мідь кількістю речовини 2,5 моль окиснилася, унаслідок чого утворився купрум(ІІ) оксид масою 140 г Обчисліть масову частку міді, що окиснилася, й об’єм кисню (н. у.), що вступив у реакцію.

 

Це матеріал з підручника Хімія 9 клас Савчин

 



^