8. Закон Гесса, его применимость к биопроцессам. Следствие закона Гесса, его практическое значение.

Теплоту у теплокровных раздел. на 2 типа:1) первичная (осн. обмен, Q, кот. выд-ся сразу после поглощения пищи при взаимод. с О₂, т.е выд-ся в рез-те протекания биохим. проц-ов. В живых орг-мах любая хим. р-ция идет с КПД < 100%.) и вторичная (=активная, Q, выд-ся сразу после поглощения пищи только при активной работе, в экстрем. условиях, т.е при расщеплении зап. пит. в-в. (АТФ, креатинфосфат). Организм в равновесии в норм. сост.: первичная = вторичная. В критич. состоянии преобладает вторич. теплота (переохлаждение при купании – холодовая дрожь; переход метаб. на Е-невыгодный путь, когда Е не зап-ся, а расх-ся на рассеивание тепла).

Закон: тепловой эффект хим. р-ции, который развивается ч/з определённое количество стадий, не зависит от пути перехода, а зависит только от теплосодержания исходных и конечных продуктов р-ции. 1836 г – рус. академик.

Практич. применение: 1) можно рассчитать тепловые эффекты процессов, которые не могут протекать физически. 2) возможно рассчитать тепл. эффект р-ций и образование продуктов, кот мы не м. опр-ть на практике (обр-ие СО из С). Ств. + О₂ = СО₂ + 97 ккал/моль; СО + 1/2 О₂ = СО₂ + 68 ккал/моль; Ств. + 1/2 О₂ = СО + 29 ккал/ моль. 3) расчёт калорийности продукта.

Т.е. закон Гесса дает возможность рассч. тепл. эф. пр-сов в тех случаях, когда их трудно измерить в определён. усл-ях или когда в этих усл-ях нельзя осуществить этот пр-с. Тепловой эффект р-ции – мах кол-во теплоты, выд-ся в необратимом процессе при p = const или V = const, если все в-ва имеют одинаковую t и отсутствуют другие виды работ, кроме работы расширения. Стандартным состоянием – сост. системы, выбираемое как точка отсчета при оценке ТД величин, т.к. не м.б. рассчитаны абсолютные значения энергий Гиббса, энтальпий и других ТД функций для данного в-ва. Ст. сост. хар-ся станд. усл. – t= 25С (298.15 К) и давление 1 атм. Тепловые эффекты, отнесённые к этим условиям - это станд. тепловые эффектами. Ст. сост. для простых в-в - это устойчивое фазовое и хим. сост. элемента при данной t. Для расчета теплового эффекта хим. р-ций исп. термохим. уравнения, в которых обязательно указывается агрегатное сост. реагирующих в-в и продуктов р-ции; для тв. в-в указывается их полиморфная модификация: С-графит, С-алмаз. Указывается тепловой эффект р-ции или изменение энтальпии хим. р-ции, рассчитанное для стандартных условий. Основу всех термохим. расчетов составляет закон Гесса, который можно представить в виде:

QV = ∆U, V = const, QP = ∆H, p = const.

Следствия из закона Гесса:

1). Тепловой эффект р-ции = разности сумм теплот обр-ния продуктов р-ции и сумм теплот обр-ния исходних в-в при станд. усл., умноженных на соответствующие стехиометрические коэффициенты. ∆ _rH⁰298 = ∑ v_i∆_f H⁰298 (продукты) - ∑ v_i∆_f H⁰298 (исходные) знак «^o» означает станд. усл., f – “formation” (образование).

Станд. теплота обр-ния в-ва – это теплота р-ции обр-ния в-ва из простых веществ, устойчивых при данных условиях.

2). Тепловой эффект р-ции при станд. усл. = разности м/у суммой теплот сгорания исх. в-в и суммой теплот сгорания продуктов р-ции, умноженных на соответствующие стехиометрические коэффициенты.

∆ _rH⁰298 = ∑ v_i∆_с H⁰298 (исходные) - ∑ v_i∆_с H⁰298 (продукты)

Станд. теплота сгорания – теплота, выд-ся при сгорании в атмосфере О₂ 1 моля в-ва при станд. усл. до высших оксидов. Все участники р-ции д.б. в устойчивых агрегатных сост.

В хим. ТД чаще всего рассматриваются изобарные процессы (p = const), для кот. QP = ∆H. => термин «тепловой эффект р-ции» заменяют термином «энтальпия р-ции». Энтальпия р-ции – это изменение энтальпии системы при протекании химической реакции. Она может быть больше нуля или меньше нуля. Если ∆H > 0, то Q > 0 (эндотермические реакции). Если ∆H < 0, то Q < 0 (экзотермические реакции).