Термохімія Які дослідження, закони і застосування



The термохімія відповідає за вивчення модифікацій теплотворної здатності, які здійснюються в реакціях між двома або більше видами. Вона вважається невід'ємною частиною термодинаміки, яка вивчає перетворення тепла та інших видів енергії, щоб зрозуміти напрямок, в якому розвиваються процеси, і як змінюється їхня енергія..

Також важливо розуміти, що тепло включає передачу теплової енергії, що відбувається між двома тілами, коли вони знаходяться при різних температурах; тоді як теплова енергія пов'язана з випадковим рухом, яким володіють атоми і молекули.

Тому, оскільки майже у всіх хімічних реакціях енергія поглинається або виділяється за допомогою тепла, дуже важливо аналізувати явища, що відбуваються через термохімію.

Індекс

  • 1 Що вивчає термохімія?
  • 2 Закони
    • 2.1 Закон Гесса
    • 2.2 Перший закон термодинаміки
  • 3 Програми
  • 4 Посилання

Що вивчає термохімія?

Як зазначалося раніше, термохімія досліджує зміни енергії у вигляді тепла, які відбуваються в хімічних реакціях або коли відбуваються процеси, які передбачають фізичні перетворення.

У цьому сенсі необхідно уточнити певні поняття в межах теми, щоб краще зрозуміти її.

Наприклад, термін "система" відноситься до конкретного сегмента всесвіту, що вивчається, що означає "всесвіт", розгляд системи та її оточення (все, що є зовнішнім для цього).

Таким чином, система зазвичай складається з видів, залучених до хімічних або фізичних перетворень, що відбуваються в реакціях. Ці системи можна розділити на три типи: відкриті, закриті та ізольовані.

- Відкрита система - це система, що дозволяє передавати речовину та енергію (тепло) з її оточенням.

- У закритій системі відбувається обмін енергією, але не має значення.

- У ізольованій системі немає передачі речовини або енергії у вигляді тепла. Ці системи також відомі як "адіабатичні".

Закони

Закони термохімії тісно пов'язані з законом Лапласа і Лавуазьє, а також із законом Гесса, який є попередником першого закону термодинаміки..

Принцип, викладений французом Антуаном Лавуазьє (важливим хіміком і дворянином) і П'єром-Саймоном Лапласом (відомим математиком, фізиком і астрономом), зазначає, що "зміна енергії, що проявляється в будь-якому фізичному чи хімічному перетворенні, має однакову величину і значення всупереч зміні енергії зворотної реакції ".

Закон Гесса

У тому ж порядку ідей, закон, сформульований російським хіміком з Швейцарії, Жерменом Гесом, є наріжним каменем для пояснення термохімії.

Цей принцип ґрунтується на його тлумаченні закону збереження енергії, який посилається на те, що енергію не можна створити або знищити, а лише трансформувати..

Закон Гесса може бути прийнятий таким чином: "загальна ентальпія в хімічній реакції однакова, чи проводиться реакція в один крок або в послідовності декількох кроків".

Сумарна ентальпія задається як віднімання між сумою ентальпії продуктів мінус сума ентальпії реагентів.

У разі зміни стандартної ентальпії системи (при стандартних умовах 25 ° С і 1 атм) вона може бути схематизована за наступною реакцією:

ΔHреакції = ΣΔH(продукти) - ΣΔH(реактиви)

Інший спосіб пояснити цей принцип, знаючи, що зміна ентальпії відноситься до зміни тепла в реакціях, коли вони даються при постійному тиску, говорить про те, що зміна чистої ентальпії системи не залежить від шляху, що слідує між початковим станом і кінцем.

Перший закон термодинаміки

Цей закон настільки нерозривно пов'язаний з термохімією, що його іноді плутають, а це те, що надихає іншого; Отже, щоб пролити світло на цей закон, ми повинні почати з того, що він також має свої корені в принципі збереження енергії.

Тому термодинаміка не тільки враховує тепло, як форму передачі енергії (наприклад, термохімію), але й включає інші форми енергії, такі як внутрішня енергія (U).

Отже, зміна внутрішньої енергії системи (ΔU) задається різницею між її початковим і кінцевим станами (як видно з закону Гесса)..

Враховуючи, що внутрішня енергія складається з кінетичної енергії (руху частинок) і потенційної енергії (взаємодії між частинками) однієї системи, можна зробити висновок, що існують інші фактори, які сприяють вивченню стану і властивостей кожного з них. системи.

Програми

Термохімія має кілька додатків, деякі з них будуть згадані нижче:

- Визначення змін енергії в певних реакціях шляхом використання калориметрії (вимірювання змін тепла в окремих ізольованих системах).

- Відрахування змін ентальпії в системі, навіть коли вони не можуть бути відомі шляхом прямого вимірювання.

- Аналіз теплопередач проводиться експериментально, коли органометалічні сполуки утворюються з перехідними металами.

- Дослідження енергетичних перетворень (у вигляді тепла), наданих у координаційних сполуках поліамінів з металами.

- Визначення ентальпій метал-кисневого зв'язку β-дикетонів та β-дикетонатів, пов'язаних з металами.

Як і в попередніх додатках, термохімія може бути використана для визначення великої кількості параметрів, пов'язаних з іншими типами енергії або функцій стану, які визначають стан системи в даний момент часу.

Термохімія також використовується при вивченні численних властивостей сполук, таких як титруюча калориметрія.

Список літератури

  1. Вікіпедія. (s.f.). Термохімія Отримано з en.wikipedia.org
  2. Chang, R. (2007). Хімія, дев'яте видання. Мексика: McGraw-Hill.
  3. LibreTexts. (s.f.). Термохімія - огляд. Отримано з chem.libretexts.org
  4. Тягі П. (2006). Термохімія Отримано з books.google.co.ve
  5. Ribeiro, M.A. (2012). Термохімія та її застосування в хімічних та біохімічних системах. Отримано з books.google.co.ve
  6. Singh, N.B., Das, S.S., і Singh, A.K. (2009). Фізична хімія, Том 2. Отримано з books.google.co.ve