Что делает этот калькулятор
Инструмент рассчитывает стандартную энтальпию реакции (\(\Delta H^{\circ}_{rxn}\)) на основе закона Гесса о постоянстве теплового эффекта. Вычитая суммарную стандартную энтальпию образования реагентов из аналогичной величины для продуктов, вы получаете чистый тепловой эффект химической реакции при стандартных условиях (1 бар, 298,15 K). Отрицательное значение означает экзотермическую реакцию (тепло выделяется), положительное — эндотермическую (тепло поглощается).
Как пользоваться
Для каждой части уравненной реакции умножьте стандартную энтальпию образования каждого вещества (\(\Delta H_f^{\circ}\), в кДж/моль) на его стехиометрический коэффициент, а затем сложите полученные значения. Помните, что простые вещества в стандартном состоянии (например, O₂, N₂ или твёрдый углерод в виде графита) имеют \(\Delta H_f^{\circ} = 0\). Введите сумму для продуктов в первое поле, сумму для реагентов — во второе, и получите готовое значение \(\Delta H^{\circ}_{rxn}\).
Разбор формулы
Основное уравнение выглядит так: $$\Delta H^{\circ}_{rxn} = \text{\$\sum \Delta H_f^{\circ}\$ Products} - \text{\$\sum \Delta H_f^{\circ}\$ Reactants}$$ Поскольку энтальпия является функцией состояния, путь перехода от реагентов к продуктам не имеет значения — важны только начальное и конечное состояния. Это и позволяет использовать табличные энтальпии образования как «строительные блоки» и комбинировать их алгебраически.
Пример расчёта
Рассмотрим сгорание метана: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(ж). Продукты: $$\Delta H_f^{\circ}(\text{CO}_2) = -393{,}5 + 2 \times (-285{,}8) = -393{,}5 - 571{,}6 = -965{,}1 \text{ кДж/моль.}$$ Реагенты: $$\Delta H_f^{\circ}(\text{CH}_4) = -74{,}8 + 2 \times 0\ (\text{O}_2) = -74{,}8 \text{ кДж/моль.}$$ Тогда $$\Delta H^{\circ}_{rxn} = -965{,}1 - (-74{,}8) = -890{,}3 \text{ кДж/моль}$$ — ярко выраженная экзотермическая реакция.
Частые вопросы
Почему энтальпия образования O₂ равна нулю? По определению, стандартная энтальпия образования любого элемента в его наиболее устойчивой форме при стандартных условиях принимается равной нулю и служит точкой отсчёта.
Что означает положительная \(\Delta H^{\circ}_{rxn}\)? Реакция поглощает тепло из окружающей среды, то есть является эндотермической.
Нужно ли учитывать стехиометрические коэффициенты? Обязательно. Перед суммированием каждой части умножьте \(\Delta H_f^{\circ}\) каждого вещества на его коэффициент, иначе результат окажется неверным.
