Тепловой эффект реакции, протекающей при постоянном давлении или постоянном объеме, не зависит от пути реакции, а определяется только состоянием реагентов и продуктов реакции.
другими словами, тепловой эффект реакции равен изменению функции состояния. в , в отличие от других приложений термодинамики, теплота считается положительной, если она выделяется в окружающую среду, т.е. если h < 0 или u < 0. под тепловым эффектом реакции понимают значение h (которое называют просто "энтальпией реакции") или u реакции.
если реакция протекает в растворе или в твердой фазе, где изменение объема незначительно, то
h = u + (pv) u. (3.3)
если же в реакции участвуют идеальные газы, то при постоянной температуре
h = u + (pv) = u + n . rt, (3.4)
где n - изменение числа молей газов в реакции.
для того, чтобы облегчить сравнение энтальпий различных реакций, используют понятие "стандартного состояния". стандартное состояние - это состояние чистого вещества при давлении 1 бар (= 105 па) и заданной температуре. для газов - это гипотетическое состояние при давлении 1 бар, свойствами бесконечно разреженного газа. энтальпию реакции между веществами, находящимися в стандартных состояниях при температуре t, обозначают (r означает "reaction"). в уравнениях указывают не только формулы веществ, но и их агрегатные состояния или кристаллические модификации.
из закона гесса вытекают важные следствия, которые позволяют рассчитывать энтальпии реакций.
Элемент водород начинает Периодическую систему – он имеет порядковый номер 1. Это самый легкий из химических элементов. Обладая уникальными свойствами, частично напоминающими свойства галогенов, частично – щелочных металлов, он оказывается расположенным и в первой, и в VII группах Периодической системы.
Строение водорода
Атом водорода имеет очень простое строение – в нем содержится всего один протон и один электрон. Отдавая электрон, атом приобретает степень окисления +1, а принимая его – степень окисления –1. Относительная атомная масса атома водорода равна 1. Однако в природе существуют и более тяжелые атомы водорода – дейтерий (содержит один нейтрон, поэтому его масса равна 2) и тритий (содержит два нейтрона, атомная масса равна 3).
Водород – самый распространенный элемент во Вселенной. На Земле он уступает по распространенности кислороду, кремнию и некоторым другим элементам. Главное соединение водорода – вода. Также он содержится в природном газе, нефти, в некоторых минералах, в белках, жирах и углеводах.
Физические свойства
При обычных условиях водород – газ, состоящий из двухатомных молекул. Он не имеет ни цвета, ни запаха, мало растворим в воде (1,82 мл в 100 г воды при 20 ). При сильном сжатии и охлаждении переходит в жидкое состояние. Жидкий водород кипит при –253°C, при этой температуре азот и кислород находятся в кристаллическом состоянии. Твердый водород образуется при охлаждении до –259°C.
Газообразный водород обладает рядом уникальных свойств. Благодаря маленькому радиусу атомы и молекулы водорода могут проникать через резину, стекло и даже через металлы. Некоторые металлы, например, платина и палладий растворять значительные количества газообразного водорода. Водород в 14,5 раз легче воздуха, 100 л водорода при 0 весят всего 9 г. Это самый легкий из газов и самое легкое вещество.
Химические свойства
При комнатной температуре реагирует лишь с фтором, а на свету – с хлором, при нагревании – с кислородом, серой, азотом, углеродом:
H + X = 2HX (X = F, Cl)
2H + O = 2HO,
H + S = HS,
3H + N = 2NH.
С кислородом и воздухом водород образует взрывчатые смеси. Особенно опасна смесь одного объема кислорода и двух объемов водорода. Ее называют гремучим газом.
При взаимодействии с щелочными и щелочноземельными металлами образует гидриды. Восстанавливает некоторые металлы из оксидов:
другими словами, тепловой эффект реакции равен изменению функции состояния.
в , в отличие от других приложений термодинамики, теплота считается положительной, если она выделяется в окружающую среду, т.е. если h < 0 или u < 0. под тепловым эффектом реакции понимают значение h (которое называют просто "энтальпией реакции") или u реакции.
если реакция протекает в растворе или в твердой фазе, где изменение объема незначительно, то
h = u + (pv) u. (3.3)
если же в реакции участвуют идеальные газы, то при постоянной температуре
h = u + (pv) = u + n . rt, (3.4)
где n - изменение числа молей газов в реакции.
для того, чтобы облегчить сравнение энтальпий различных реакций, используют понятие "стандартного состояния". стандартное состояние - это состояние чистого вещества при давлении 1 бар (= 105 па) и заданной температуре. для газов - это гипотетическое состояние при давлении 1 бар, свойствами бесконечно разреженного газа. энтальпию реакции между веществами, находящимися в стандартных состояниях при температуре t, обозначают (r означает "reaction"). в уравнениях указывают не только формулы веществ, но и их агрегатные состояния или кристаллические модификации.
из закона гесса вытекают важные следствия, которые позволяют рассчитывать энтальпии реакций.
Водород, его физические и химические свойства
Элемент водород начинает Периодическую систему – он имеет порядковый номер 1. Это самый легкий из химических элементов. Обладая уникальными свойствами, частично напоминающими свойства галогенов, частично – щелочных металлов, он оказывается расположенным и в первой, и в VII группах Периодической системы.
Строение водорода
Атом водорода имеет очень простое строение – в нем содержится всего один протон и один электрон. Отдавая электрон, атом приобретает степень окисления +1, а принимая его – степень окисления –1. Относительная атомная масса атома водорода равна 1. Однако в природе существуют и более тяжелые атомы водорода – дейтерий (содержит один нейтрон, поэтому его масса равна 2) и тритий (содержит два нейтрона, атомная масса равна 3).
Водород – самый распространенный элемент во Вселенной. На Земле он уступает по распространенности кислороду, кремнию и некоторым другим элементам. Главное соединение водорода – вода. Также он содержится в природном газе, нефти, в некоторых минералах, в белках, жирах и углеводах.
Физические свойства
При обычных условиях водород – газ, состоящий из двухатомных молекул. Он не имеет ни цвета, ни запаха, мало растворим в воде (1,82 мл в 100 г воды при 20 ). При сильном сжатии и охлаждении переходит в жидкое состояние. Жидкий водород кипит при –253°C, при этой температуре азот и кислород находятся в кристаллическом состоянии. Твердый водород образуется при охлаждении до –259°C.
Газообразный водород обладает рядом уникальных свойств. Благодаря маленькому радиусу атомы и молекулы водорода могут проникать через резину, стекло и даже через металлы. Некоторые металлы, например, платина и палладий растворять значительные количества газообразного водорода. Водород в 14,5 раз легче воздуха, 100 л водорода при 0 весят всего 9 г. Это самый легкий из газов и самое легкое вещество.
Химические свойства
При комнатной температуре реагирует лишь с фтором, а на свету – с хлором, при нагревании – с кислородом, серой, азотом, углеродом:
H + X = 2HX (X = F, Cl)
2H + O = 2HO,
H + S = HS,
3H + N = 2NH.
С кислородом и воздухом водород образует взрывчатые смеси. Особенно опасна смесь одного объема кислорода и двух объемов водорода. Ее называют гремучим газом.
При взаимодействии с щелочными и щелочноземельными металлами образует гидриды. Восстанавливает некоторые металлы из оксидов: