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Ãëàâà 1. Õèìè÷åñêèå ðåàêöèè è çàêîíîìåðíîñòè èõ ïðîòåêàíèÿ § 1. Ýíåðãåòèêà õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé (îêîí÷àíèå)
Èç îïûòà ñëåäóåò, ÷òî óñëîâèÿìè íà÷àëà ðåàêöèè ïîñëóæèëè: à) èçìåëü÷åíèå è ñîïðèêîñíîâåíèå âåùåñòâ-ðåàãåíòîâ (æåëåçà è ñåðû);
Èòàê, äëÿ âîçíèêíîâåíèÿ ðåàêöèè íåîáõîäèìî: 1. Ñòîëêíîâåíèå ìîëåêóë (èëè äðóãèõ ÷àñòèö) âåùåñòâ-ðåàãåíòîâ, îáëàäàþùèõ íåîáõîäèìûì çàïàñîì ýíåðãèè.
Õàðàêòåðíîé îñîáåííîñòüþ è ïðèçíàêîì õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî îíè ñîïðîâîæäàþòñÿ âûäåëåíèåì èëè ïîãëîùåíèåì ýíåðãèè. Ýíåðãèÿ õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé íàçûâàåòñÿ õèìè÷åñêîé ýíåðãèåé. Èç êóðñà ôèçèêè âû çíàåòå âçàèìîïðåâðàùåíèÿ ðàçíûõ âèäîâ ýíåðãèè. ×àùå âñåãî õèìè÷åñêèå ðåàêöèè ñîïðîâîæäàþòñÿ ïðåâðàùåíèåì õèìè÷åñêîé ýíåðãèè â òåïëîâóþ ýíåðãèþ, è, íàîáîðîò, òåïëîâàÿ ýíåðãèÿ è äðóãèå åå âèäû ïðåâðàùàþòñÿ â õèìè÷åñêóþ ýíåðãèþ.  8 êëàññå âû çíàêîìèëèñü ñ êëàññèôèêàöèåé ðåàêöèé ïî ýíåðãåòè÷åñêîìó ïðèçíàêó (ó÷åáíèê õèìèè äëÿ 8 êëàññà, § 17).
Ñëåäóåò èìåòü â âèäó, ÷òî îäíî è òî æå âåùåñòâî ìîæåò ó÷àñòâîâàòü è â ýêçîòåðìè÷åñêèõ, è â ýíäîòåðìè÷åñêèõ ïðîöåññàõ. Èçâåñòíî, ÷òî ìíîãèå ðåàêöèè â îäíèõ óñëîâèÿõ ïðîòåêàþò ñ âûäåëåíèåì, â äðóãèõ — â îáðàòíîì íàïðàâëåíèè, ò. å. ñ ïîãëîùåíèåì ýíåðãèè. Òàê, ïðè 600 °Ñ âîäîðîä ñ êèñëîðîäîì ðåàãèðóþò ñî âçðûâîì è ñ âûäåëåíèåì áîëüøîãî êîëè÷åñòâà òåïëîòû, îáðàçóÿ âîäó. Ïðè 4000 °Ñ, íàîáîðîò, âîäÿíûå ïàðû ðàçëàãàþòñÿ íà âîäîðîä è êèñëîðîä ñ ïîãëîùåíèåì ýíåðãèè. Âàæíåéøåé õàðàêòåðèñòèêîé õèìè÷åñêîé ðåàêöèè ÿâëÿåòñÿ åå òåïëîâîé ýôôåêò. Íàïîìíèì, ÷òî ýòî òî êîëè÷åñòâî òåïëîòû, êîòîðîå âûäåëÿåòñÿ èëè ïîãëîùàåòñÿ âî âðåìÿ ðåàêöèè. Ïðîòåêàíèå õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé ñâÿçàíî ñ ðàçðûâîì õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé â âåùåñòâàõ-ðåàãåíòàõ è îáðàçîâàíèåì íîâûõ õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé â ïðîäóêòàõ ðåàêöèè. Èòàê, òåïëîâîé ýôôåêò ðåàêöèè îïðåäåëÿåòñÿ ðàçíîñòüþ ýíåðãèè îáðàçóþùèõñÿ ñâÿçåé è òåõ, êîòîðûå ïðåòåðïåëè ðàçðûâ. Îí îáîçíà÷àåòñÿ áóêâîé Q è âûðàæàåòñÿ â êÄæ/ìîëü. Îäíàêî â íåêîòîðûõ êíèãàõ è ó÷åáíèêàõ òåïëîòà ïðåäñòàâëåíà â êàëîðèÿõ è êèëîêàëîðèÿõ (êêàë).  ñîâðåìåííîé ìåäèöèíñêîé è ïîïóëÿðíîé ëèòåðàòóðå, êàñàþùåéñÿ ïèòàíèÿ, èñïîëüçóþòñÿ èìåííî ýòè åäèíèöû òåïëîòû è êàëîðèéíîñòè ïèùè. Äëÿ èçìåðåíèÿ êîëè÷åñòâà ýíåðãèè, âûñâîáîæäàåìîé èëè ïîãëîùàåìîé â ðåçóëüòàòå õèìè÷åñêîé ðåàêöèè, èñïîëüçóþòñÿ êàëîðèìåòðû, ïðåäñòàâëÿþùèå òåïëîèçîëèðîâàííûå ñîñóäû (ñ êàëîðèìåòðàìè âû çíàêîìû èç êóðñà ôèçèêè). Èòàê, òåïëîâîé ýôôåêò ðåàêöèè ðàâåí ðàçíîñòè ìåæäó òåïëîòîé îáðàçîâàíèÿ (ýíåðãèåé ñâÿçè) ïðîäóêòîâ ðåàêöèè è èñõîäíûõ âåùåñòâ. ×åì áîëüøå òåïëà âûäåëÿåòñÿ ïðè îáðàçîâàíèè ñîåäèíåíèÿ, íàïðèìåð MgO, ïîëó÷åííîãî ãîðåíèåì ìàãíèÿ íà âîçäóõå, òåì îíî óñòîé÷èâåå, è, íàîáîðîò, ñîåäèíåíèÿ, ïðè îáðàçîâàíèè êîòîðûõ ýíåðãèÿ ïîãëîùàåòñÿ, ìàëîóñòîé÷èâû (NO è äð.). Èçìåðåíèå è ðàñ÷åòû òåïëîâûõ ýôôåêòîâ ïîçâîëÿþò ñîñòàâèòü ïðàâèëüíîå ïðåäñòàâëåíèå îá ýíåðãåòè÷åñêîé öåííîñòè ðåàêöèè, âîçìîæíîì åå íàïðàâëåíèè è âçàèìîîòíîøåíèÿõ åå âíóòðåííèõ ýòàïîâ. Óðàâíåíèå ðåàêöèè, â êîòîðîì îáîçíà÷åí òåïëîâîé ýôôåêò, íàçûâàåòñÿ òåðìîõèìè÷åñêèì óðàâíåíèåì. Çàäàíèå. Çàïèøèòå òåðìîõèìè÷åñêèå óðàâíåíèÿ ïðèâåäåííûõ âûøå ýêçîòåðìè÷åñêèõ è ýíäîòåðìè÷åñêèõ ðåàêöèé. Îáîáùèì ñâåäåíèÿ î òåïëîâîì ýôôåêòå ðåàêöèè, èçó÷èâ ñõåìó (ðèñ. 3).
Òåïëîâîé ýôôåêò ðåàêöèè çàâèñèò òîëüêî îò ñîñòîÿíèÿ èñõîäíûõ âåùåñòâ è êîíå÷íûõ ïðîäóêòîâ ðåàêöèè, íî íå çàâèñèò îò ïóòè ïåðåõîäà ðåàãåíòîâ â ïðîäóêòû, ò. å. îò ïðîìåæóòî÷íûõ ýòàïîâ ðåàêöèè (çàêîí Ãåññà). Îñíîâíûå ïîíÿòèÿ Ýíåðãèÿ àêòèâàöèè • Àêòèâèðîâàííûå êîìïëåêñû • Òåïëîâîé ýôôåêò • Òåðìîõèìè÷åñêèå óðàâíåíèÿ Âîïðîñû è çàäàíèÿ
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