Kad termocheminiams rankenos iš šilumos modifikacijų Tyrimai, atlikti su reakcijos tarp dviejų ar daugiau rūšių. Tai laikoma svarbia termodinamikos dalimi, tiriančia šilumos ir kitų rūšių energijos virsmą, kad būtų galima suprasti, kokia kryptimi vystosi procesai ir kaip kinta jų energija.
Taip pat svarbu suprasti, kad šiluma reiškia šiluminės energijos perdavimą tarp dviejų kūnų, kai jie yra skirtingoje temperatūroje; tuo tarpu šiluminė energija yra susijusi su atsitiktiniu atomų ir molekulių judėjimu.
Germain Hess, Heso įstatymo, pagrindinio termochemijos, kūrėjas
Taigi, kadangi beveik visose cheminėse reakcijose energija yra absorbuojama ar išskiriama šilumos dėka, termochemijos metu vykstančių reiškinių analizė yra labai svarbi.
Ką tiria termochemija?
Kaip jau buvo pažymėta anksčiau, termochemija tiria energijos pokyčius šilumos pavidalu, vykstančius cheminių reakcijų metu arba kai vyksta procesai, apimantys fizinius virsmus.
Šia prasme būtina paaiškinti tam tikras dalyko sąvokas, kad jis geriau suprastų.
Pavyzdžiui, terminas „sistema“ reiškia konkretų tiriamą visatos segmentą, kai „visata“ suprantama kaip sistemos ir jos apylinkių (visko, kas jai nepriklauso) nagrinėjimas.
Taigi sistemą paprastai sudaro rūšys, dalyvaujančios cheminiuose ar fiziniuose virsmuose, vykstančiuose reakcijose. Šias sistemas galima suskirstyti į tris tipus: atvirą, uždarą ir izoliuotą.
- Atvira sistema yra tokia, kuri leidžia perduoti materiją ir energiją (šilumą) supančia aplinka.
- Uždaroje sistemoje vyksta energijos, bet ne materijos, mainai.
- Izoliuotoje medžiagoje nėra šilumos ar energijos perdavimo. Šios sistemos taip pat žinomos kaip „adiabatinės“.
Įstatymai
Termochemijos dėsniai yra glaudžiai susiję su Laplaso ir Lavoisier'io dėsniais, taip pat Hesso įstatymais, kurie yra pirmojo termodinamikos dėsnio pirmtakai.
Prancūzų Antoine'o Lavoisier'io (svarbus chemikas ir didikas) ir Pierre'o-Simon'o Laplaso (garsus matematikas, fizikas ir astronomas) pateiktas principas apžvelgia, kad "energijos pokyčiai, pasireiškiantys bet kokia fizine ar chemine transformacija, turi vienodą dydį ir prasmę. priešingai nei keičiasi atvirkštinės reakcijos energija “.
Heso dėsnis
Panašiai ir Rusijos chemiko, kilusio iš Šveicarijos, Germaino Hesso suformuluotas įstatymas yra kertinis akmuo aiškinant termochemiją.
Šis principas grindžiamas jo aiškinimu apie energijos taupymo įstatymą, kuris nurodo, kad energijos negalima kurti ar sunaikinti, o tik transformuoti.
Heso dėsnis gali būti įgyvendinamas tokiu būdu: "bendra entalpija cheminėje reakcijoje yra ta pati, nesvarbu, ar reakcija vykdoma vienu žingsniu, ar kelių žingsnių seka".
Bendra entalpija yra gaunama atimant iš produktų entalpijos sumos atėmus reagentų entalpijos sumą.
Pasikeitus standartinei sistemos entalpijai (esant standartinėms 25 ° C ir 1 atm sąlygoms), ją galima schemuoti pagal šią reakciją:
ΔH reakcija = ΣΔH (produktai) - ΣΔH (reaktantai)
Kitas būdas paaiškinti šį principą, žinant, kad entalpijos pokytis reiškia šilumos pokyčius reakcijose, kai jos vyksta esant pastoviam slėgiui, yra pasakyti, kad sistemos grynosios entalpijos pokytis nepriklauso nuo to, koks kelias bus einamas. tarp pradinės ir galutinės būsenos.
Pirmasis termodinamikos dėsnis
Šis dėsnis yra taip neatsiejamai susijęs su termochemija, kad kartais painiojama, kas paskatino kitą; Taigi, norėdami išsiaiškinti šį įstatymą, pirmiausia turime pasakyti, kad jis taip pat grindžiamas energijos taupymo principu.
Taigi termodinamika atsižvelgia ne tik į šilumą kaip į energijos perdavimo formą (pavyzdžiui, į termochemiją), bet taip pat apima ir kitas energijos formas, tokias kaip vidinė energija (U).
Taigi sistemos vidinės energijos (ΔU) kitimą lemia skirtumas tarp pradinių ir galutinių būsenų (kaip matyti Heso dėsnyje).
Atsižvelgiant į tai, kad vidinę energiją sudaro tos pačios sistemos kinetinė energija (dalelių judėjimas) ir potenciali energija (dalelių sąveika), galima daryti išvadą, kad yra ir kitų veiksnių, prisidedančių prie kiekvienos būsenos ir savybių tyrimo. sistema.
Programos
Termochemija gali būti naudojama daug kartų, kai kurie iš jų bus paminėti toliau:
- Tam tikrų reakcijų energijos pokyčių nustatymas naudojant kalorimetriją (šilumos pokyčių matavimas tam tikrose izoliuotose sistemose).
- Sistemos entalpijos pokyčių išskaičiavimas, net kai jų negalima žinoti atliekant tiesioginį matavimą.
- Eksperimentiškai gautų šilumos perdavimo analizė, kai metaliniai organiniai junginiai formuojami su pereinamaisiais metalais.
- Energijos transformacijų (šilumos pavidalu), gautų derinant poliaminų junginius su metalais, tyrimas.
- β-diketonų ir β-diketonaatų, sujungtų su metalais, metalo ir deguonies jungties entalpių nustatymas.
Kaip ir ankstesnėse programose, termochemija gali būti naudojama daugybei parametrų, susijusių su kitų rūšių energija ar būsenos funkcijomis, nustatyti, kurie apibūdina sistemos būklę tam tikru metu.
Termochemija taip pat naudojama tiriant daugybę junginių savybių, pavyzdžiui, titruojant kalorimetriją.
Nuorodos
- Vikipedija. (sf). Termochemija. Atkurta iš en.wikipedia.org
- Changas, R. (2007). Chemija, devintas leidimas. Meksika: McGraw-Hill.
- „LibreTexts“. (sf). Termochemija - apžvalga. Gauta iš chem.libretexts.org
- Tyagi, P. (2006). Termochemija. Atkurta iš knygų.google.co.ve
- Ribeiro, MA (2012). Termochemija ir jos pritaikymas cheminėse ir biocheminėse sistemose. Gauta iš books.google.co.ve
- Singhas, NB, Das, SS ir Singh, AK (2009). Fizinė chemija, 2 tomas. Atkurta iš knygų.google.co.ve