Що таке молекулярна теплота горіння, її фізична суть

Молекулярна теплота горіння — це виділяється при згорянні 1 моля речовини кількість теплоти. У випадку органічних сполук молекулярна теплота горіння — кількість теплоти, яка виділяється при згорянні в кисні 1 моля речовини, за умови, що кінцевими продуктами горіння є вуглекислота, вода, сірчистий ангідрид і так далі, а азот, галоїди виділяються у вільному вигляді.

Таке повне згоряння можна здійснити в бомбі Крутило при надлишку кисню. Слід розрізняти молекулярну теплоту горіння при постійному обсязі Hv або при постійному тиску Hp. Якщо горіння супроводжується збільшенням об’єму, то при цьому відбувається робота, на яку витрачається частина теплоти горіння.

Закономірності щодо теплоти горіння

Для ряду органічних сполук, як, наприклад, вуглеводи, молекулярна теплота горіння при постійних обсязі і тиску рівні. Для практичних цілей можна завжди брати Hv = Hp. В даний час є величезний експериментальний матеріал щодо теплоти горіння різних органічних сполук, що дозволяє встановити кілька загальних закономірностей.

  • Молекулярна теплота горіння є адитивна (звичайно, не абсолютно точно) властивість. Так, наприклад, в одному і тому ж гомологическом ряду збільшення молекули на одну групу СН2 зумовлює підвищення молекулярної теплоти горіння на 158,6 кілокалорій, а тому теплоту горіння членів гомологічного ряду цілком можна представити у вигляді: Нр = А + n 158,6, де n — число груп СН2 в молекулі сполуки.
  • Молекулярна теплота горіння ізомерних сполук, що мають подібні хімічні властивості, майже однакова.
  • Молекулярна теплота горіння сполук, які однакові за складом, але відносяться до різних типів органічних сполук (альдегіди, спирти, кислоти, ефіри), різна.
  • Різниці молекулярних теплот горіння вуглеводнів та їх галоидозамещенных майже однакові.
  • Ці загальні закономірності дали привід до відшукання загальних формул, які дозволяли б обчислювати за хімічною формулою сполуки його молекулярну теплоту горіння. Одна з таких спроб належить Лему. В основному вона зводиться до того, щоб встановити вплив на теплоту горіння кількості і характеру хімічних зв’язків. Пропозиція Лема і виведені ним формули піддалися в свій час цілком обгрунтованою критиці з боку Ю. Томсена, який вказав на помилковість його схеми, тому і формули його містять систематичні помилки. Їх слід розглядати як наближені, проте в ряді випадків дають хороше наближення.

    Уточнення формул для молекулярної теплоти горіння

    Подальше уточнення формул для молекулярної теплоти горіння було зроблено Свентославским. Останній, маючи на увазі закон Гесса, розглядає реакцію згоряння як би протікає в дві стадії. Перша стадія полягає в разрывании зв’язків у молекулі і тому супроводжується утворенням вільних атомів, а подальша друга стадія полягає в утворенні з вільних атомів продуктів реакції. Формули, виведені Свентославским, дають гарний збіг з експериментом. Починаючи з 1920 року Фаянсом і іншими авторами, цей метод розрахунку був уточнений на підставі ряду досліджень з енергії хімічних зв’язків.