Тепловий ефект реакції. . Екзотермічні та ендотермічні реакції. Термохімічні рівняння

1. Онлайн урок https://meet.google.com/wym-hwkv-too

2. 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).

   

   Рис. 53. Схема класифікації хімічних реакцій за тепловим ефектом

3. 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:

   СаО + Н₂О = Са(ОН)₂.

   

   Рис. 54. Взаємодія кальцій оксиду з водою

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

4. 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 ΔΗ (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:

   СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О; ΔΗ = -890 кДж.

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

   Термохімічне рівняння горіння вуглецю:

   С + О₂ = СО₂; ΔΗ = -393 кДж.

   Обидві реакції — екзотермічні, бо енергія виділяється назовні.

   Розклад кальцій карбонату відбувається за високих температур. Тому енергія надходить іззовні. Цю ендотермічну реакцію відображає таке рівняння:

   СаСО₃ = СаО + Н₂О; ΔΗ = +180 кДж.

   Термохімічне рівняння розкладу меркурій(ІІ) оксиду:

   2HgO = 2Hg + О₂; ΔΗ = +180 кДж.

   Як бачимо, кількість тепла, що поглинулася під час розкладу кальцій карбонату й меркурій(ІІ) 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.

Переглянути відео