THERMOCHEMISTRY NHIỆT ĐỘNG HOÙA HỌC

THERMOCHEMISTRY

NHIỆT ĐỘNG HOÙA HỌC


I.KHÁI
NIỆM
1.Nhiệt động hóa học
- Nghiên cứu sự chuyển hóa giữa
hóa năng và các dạng năng lượng
khác.
- Hiệu ứng nhiệt của quá trình
hóa học.
2.Hệ nhiệt động
- Điều kiện bền cuả hệ hóa học.
Là tập hợp một hay nhiều chất ở
điều kiện xác định p, t0, nồng độ.


Hệ + Môi trường xung quanh = Vũ trụ

 Hệ là tập hợp các vật thể xác định trong
không gian nào đó và phần cịn lại xung
quanh gọi là mơi trường : VŨ TRỤ
Phân loại hệ :


HỆ HỞ

HỆ KÍN
Hệ kín

chỉ có
thể trao
đổi E

HỆ CÔ
LẬP
Hệ cô lập
không trao
đổi chất
và E với


Hệ dị thể
đồng thể

Hệ đoạn nhiệt:
Q = 0

Hệ đẳng nhiệt:
T = 0
Hệ đẳng áp :

Hệ


3.Trạng
thái

- Một hệ
có

thể
tồn tại ở
những
trạng thái
khác nhau.

P,

Thô
t0,
ng
số
C,
trạn
V,
g
thái
năng
lượng ….

Trạng thái cân bằng: là trạng thái tương ứng với hệ

cân bằng khi các thông số trạng thái giống nhau ở mọi
điểm của hệ và không thay đổi theo thời gian.


Hàm trạng thái
 Hàm trạng thái : biến thiên
giá trị của hàm chỉ phụ thuộc
vào trạng thái đầu và cuối của

F = F(cuối) – F
hệ
(đầu)
Là hàm của các thơng số trạng thái
Hàm trạng thái phụ thuộc vào trạng thái của hệ
Các thơng số trạng thái có thể là hàm trạng thái nhưng

cũng có thể là biến số trạng thái


Trong quá trình biến đổi trạng thái, biến thiên của hàm
trạng thái chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và cuối chứ
không phụ thuộc vào đường đi.

A

B
C


Trạng thái chuẩn
Chất phải tinh khiết và ở trạng thái liên hợp bền
Nếu là chất rắn phải ở dạng đa hình bền.
Nếu là chất khí thì phải là khí lý tưởng.
Nếu là chất ở trong dung dịch thì C = 1 mol/lít.
Áp suất chuẩn là 101,325 kPa (tương ứng 1 atm)
Nhiệt độ chuẩn có thể là nhiệt độ bất kỳ, thường là

25oC = 298oK

4.Quá
trình
hệ
hóa học

P1
T1
C1

P2
Quá
trình

hệ
hóa học

V1
F1 = F(P1,T1,C1,V1)
F2 =
F(P2,Tsố
,V2) trình hay gặp:
2,C2quá
Một
- Đẳng áp: P = const  P=0
- Đẳng tích: V = const  V=0

T2
C2
V2

QUÁ TRÌNH - là con đường mà hệ chuyển từ
trạng thái này sang trạng thái khác có sự biến
đổi ít nhất một thông số trạng thái


QUÁ TRÌNH THUẬN NGHỊCH
Là qt có thể tiến hành theo hai
chiều ngược nhau, các trạng thái
trung gian giống nhau, không
gây nên biến đổi gì trong hệ cũng
như
trường.
QUÁmôi
TRÌNH
BẤT THUẬN NGHỊCH –
Là các qt không thoả mãn các
điều kiện trên.
Quá trình có ma sát đều là qt
bất thuận nghịch
Các qt tự xảy ra trong tự nhieân


6.Năng lượng
Năng lượng là thước đo sự chuyển
động của vật chất
Năng lượng = Ngoại năng +
Nội năng (U)
(động năng,

thế năng)
2

P.dV

Công 1
=
Thực hiện
W
Hệ
qt
Trao đổi với Môi trường
hóa học
Nhiệt Q = m c
(ts-tñ)


NỘI NĂNG (U)
U = Etịnh tiến +Equay+Edao động+Ehút,đẩy + Enhân


Lượng nhiệt trao đổi mà môi
trường nhận tính bằng :
Q = m c (ts-tđ)
- c là nhiệt dung riêng : lượng
nhiệt cần cung cấp để 1 gam chất
tăng lên 1 độ (cal/g.độ hay J/g.độ)
- m khối lượng của hệ m= mct +
mdm
Nhiệt

là thước
đầu
sự chuyển
- tđ , ts Q
nhiệt
độ ban
và sau
động
phản hỗn
ứng loạn của hệ
Nhiệt độ t0 : biểu hiện mức độ
chuyển động hỗn loạn
0


Công
W=

2

thước đo sự chuyển
P.dV


động có hướng của
hệ (chủ yếu là
công giãn nở chống
lạicủa
áp một
suất)

Hiệu ứng nhiệt
quá trình
hóa học là lượng nhiệt hệ thu vào
hay tỏa ra khi thực hiện quá trình
1

Đơn vị năng
lượng
1 cal = 4,18 J
1 Kcal = 1000
cal


•Nhiệt (Q) là thước
đo sự chuyển động
nhiệt hỗn loạn của
các tiểu phân.
Cơng (W) là thước

đo sự chuyển động
có trật tự có hướng
của các tiểu phân
trong trường lực.


Quy ước về dấu của nhiệt và công


II.NGUYÊN LÝ I – HIỆU
ỨNG NHIỆT

1. Nguyên
lý INội dung : Định luật bảo
toàn năng lượng
Q=W+
U
Q: lượng nhiệt cung
2
cấp cho hệ
P.dV
W: công chống lại các lực
1
bên ngoài W =
U : sự biến đổi nội
năng
U : năng lượng bên trong của hệ
bao gồm động năng và thế
năng của các tiểu phân trong
hệ




2. p dụng nguyên lý I cho các quá
trình
Quá trình đẳng tích: V =const  W
=0
 QV = U = U2 –
U1
Quá trình đẳng áp: P =const  W
= P (V2 – V1)

 QP = W+ U = P(V2 – V1) +
U2Q–U=
1 U + PV – (U +

P
2
2
1
H là đại lượng
PV
1)
năng lượng
Đặt
entalpi H = U
+ PV
QP = H2 - H1 =
H : xác định
trạng thái
H
Đối với các chất khí: P V =  nRT
H2 - H1 =  H
 Qp = Qv +  nRT


Quá trình đẳng nhiệt: T =const 
V
V
U=0
nRT
V2

P1
2

2

QT WT  PdV  
V1

V1

V

dV nRT . ln

V1

nRT . ln

P2

3. Hiệu ứng nhiệt
a.Khái niệm: là lượng nhiệt hệ thu
vào hay tỏa ra khi thực hiện quá
trình
P =const: hiệu ứng nhiệt =Qp = H
V=const: hiệu ứng nhiệt = Qv
Các phản ứng thường xảy ra ở

ở P =const
 hiệu ứng nhiệt =  H

Đơn vị  H : kJ/mol ; kcal/mol


Các dạng năng lượng

Hệ thống

V= hằng số,
ΔU=Qv

Hệ thống
P= hằng số, ΔU=Qp +
P ΔV


Entalpi là hàm trạng thái,
thơng số dung độ

Đa số các phản ứng hóa học thường được
tiến hành ở áp suất không đổi nên hiệu
ứng nhiệt của phản ứng được xác ñịnh bằng


Entalpi là hàm trạng thái về
không phụ thuộc vào quá trình

Ngun lý 1 Nhiệt hóa học :
Chuyển từ trạng thái 1 sang trạng
thái 2 theo nhiều đường biến đổi

khác nhau nhưng chỉ phụ thuộc
vào trạng thái đầu và trạng thái
cuối của hệ thống mà thôi


b.Hiệu ứng nhiệt tiêu chuẩn – Entalpi
mol chuẩn thức:
Điều kiện chuẩn: - tính cho 1 mol
chất
-0 ở p =1atm 0; t =250C
Ký 0hiệu : H hoặc H f 298
(298 K)
Đơn vị : Kcal/mol hay KJ/mol
 Entalpi mol chuẩn thức là hiệu
ứng nhiệt của phản ứng tạo
thành 1 mol chất từ các đơn chất
ở trạng thái tự do bền vững nhất.
 Quy ước : Hfo298oK(đơn chất) =
0