Bài giảng Hóa đại cương: Chương 6 - TS. Phan Nguyễn Quỳnh Anh

Chương 6 trình bày về Nhiệt hóa học, một lĩnh vực nghiên cứu sự chuyển hóa giữa hóa năng và nhiệt năng trong các phản ứng hóa học. Nội dung bao gồm các khái niệm cơ bản, hệ nhiệt động, các định luật và ứng dụng của nhiệt hóa học trong việc tính toán hiệu ứng nhiệt, dự đoán chiều hướng phản ứng và ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu ứng nhiệt.

Sinh viên ngành kỹ thuật và khoa học tự nhiên, những người cần nắm vững các nguyên tắc cơ bản của nhiệt hóa học để áp dụng trong các lĩnh vực liên quan như hóa học, vật liệu, và kỹ thuật hóa học.

Chương này trình bày chi tiết về nhiệt hóa học, một phân ngành của nhiệt động học tập trung vào việc nghiên cứu sự chuyển đổi giữa hóa năng và nhiệt năng. Các khái niệm cơ bản như hệ nhiệt động (hệ hở, kín, cô lập; hệ đồng thể, dị thể), thông số trạng thái (dung độ, cường độ) và hàm trạng thái được giới thiệu.

Nội năng (U) và entanpi (H) là hai hàm trạng thái quan trọng, trong đó entanpi được định nghĩa là H = U + PV. Biến thiên entanpi (ΔH) được sử dụng để xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng ở điều kiện đẳng áp (Qp = ΔH). Các khái niệm về nhiệt tạo thành tiêu chuẩn và nhiệt đốt cháy tiêu chuẩn cũng được trình bày, cùng với các quy ước liên quan.

Định luật Hess được giới thiệu là một công cụ quan trọng để tính toán hiệu ứng nhiệt của phản ứng, cho phép tính toán ΔH thông qua các con đường phản ứng khác nhau. Các hệ quả của định luật Hess, bao gồm việc tính ΔH dựa trên nhiệt tạo thành hoặc nhiệt đốt cháy của các chất phản ứng và sản phẩm, cũng được trình bày.

Chương này cũng đề cập đến sự phụ thuộc của hiệu ứng nhiệt vào nhiệt độ, sử dụng phương trình Kirchhoff để tính toán sự thay đổi của ΔH theo nhiệt độ. Ngoài ra, chương còn giới thiệu chu trình Born-Haber, một ứng dụng của định luật Hess trong việc tính toán năng lượng mạng lưới tinh thể ion.

Cuối cùng, chương thảo luận về việc dự đoán chiều hướng của phản ứng dựa trên dấu của ΔH ở nhiệt độ thấp, với các phản ứng tỏa nhiệt (ΔH < 0) có xu hướng xảy ra tự phát.