У термохімічної обробляє вивчення модифікацій тепла виконується в реакціях між двома або більше видами. Вважається важливою частиною термодинаміки, яка вивчає перетворення теплоти та інших видів енергії, щоб зрозуміти напрямок, в якому розвиваються процеси і як змінюється їх енергія.
Так само важливо розуміти, що тепло передбачає передачу теплової енергії, яка відбувається між двома тілами, коли вони перебувають при різних температурах; тоді як теплова енергія - це та, яка пов'язана з випадковим рухом, яким володіють атоми та молекули.
Жермен Гесс, творець закону Гесса, основоположного для термохімії
Тому, як майже у всіх хімічних реакціях енергія поглинається або виділяється за допомогою тепла, аналіз явищ, що відбуваються за допомогою термохімії, має велике значення.
Що вивчає термохімія?
Як було зазначено раніше, термохімія вивчає зміни енергії у вигляді тепла, що виникають при хімічних реакціях або коли відбуваються процеси, що передбачають фізичні перетворення.
У цьому сенсі необхідно уточнити певні поняття всередині предмета для кращого його розуміння.
Наприклад, термін "система" відноситься до конкретного сегмента Всесвіту, який вивчається, "Всесвіт" розуміється як розгляд системи та її оточення (все, що є зовнішнім).
Отже, система, як правило, складається з видів, що беруть участь у хімічних чи фізичних перетвореннях, що відбуваються в реакціях. Ці системи можна класифікувати на три типи: відкриті, закриті та ізольовані.
- Відкрита система - це така, яка дозволяє передавати матерію та енергію (тепло) з оточенням.
- У закритій системі відбувається обмін енергією, але не матерією.
- В ізольованій системі не відбувається передачі речовини або енергії у вигляді тепла. Ці системи також відомі як "адіабатичні".
Закони
Закони термохімії тісно пов'язані із законом Лапласа та Лавуазьє, а також із законом Гесса, які є попередниками першого закону термодинаміки.
Принцип, висунутий французом Антуаном Лавуазьє (важливим хіміком і шляхетником) та П'єром-Сімоном Лапласом (відомим математиком, фізиком та астрономом), переглядає, що "зміна енергії, яка проявляється в будь-якій фізичній чи хімічній трансформації, має однакову величину та значення всупереч зміні енергії зворотної реакції ».
Закон Гесса
У цьому ж ключі закон, сформульований російським хіміком родом зі Швейцарії, Жерменом Гессом, є наріжним каменем для пояснення термохімії.
Цей принцип ґрунтується на його тлумаченні закону збереження енергії, в якому йдеться про те, що енергію неможливо створити чи знищити, а лише перетворити.
Закон Гесса може бути прийнятий таким чином: "загальна ентальпія в хімічній реакції однакова, незалежно від того, чи проводиться реакція в один етап або в послідовності з декількох етапів".
Повна ентальпія задається як віднімання між сумою ентальпії продуктів за мінусом суми ентальпії реагентів.
У разі зміни стандартної ентальпії системи (при стандартних умовах 25 ° C та 1 атм) це можна схематизувати відповідно до наступної реакції:
ΔH реакція = ΣΔH (продукти) - ΣΔH (реактиви)
Інший спосіб пояснення цього принципу, знаючи, що зміна ентальпії відноситься до зміни тепла в реакціях, коли вони відбуваються при постійному тиску, полягає в тому, що зміна чистої ентальпії системи не залежить від слідуючого шляху. між початковим і кінцевим станом.
Перший закон термодинаміки
Цей закон настільки внутрішньо пов'язаний з термохімією, що іноді його плутають, який був натхненником іншого; Отже, щоб пролити світло на цей закон, потрібно почати з того, що він також коріння в принципі збереження енергії.
Тож термодинаміка не тільки враховує тепло як форму передачі енергії (як термохімія), але й передбачає інші форми енергії, такі як внутрішня енергія (U).
Отже, варіація внутрішньої енергії системи (ΔU) задається різницею між її початковим та кінцевим станами (як це видно із закону Гесса).
Беручи до уваги, що внутрішня енергія складається з кінетичної енергії (руху частинок) та потенційної енергії (взаємодії між частинками) тієї ж системи, можна зробити висновок, що існують й інші фактори, що сприяють вивченню стану та властивостей кожної людини система.
Програми
Термохімія має декілька застосувань, деякі з них будуть згадані нижче:
- Визначення змін енергії в певних реакціях за допомогою калориметрії (вимірювання змін теплоти в певних ізольованих системах).
- Вирахування змін ентальпії в системі, навіть якщо їх неможливо дізнатись шляхом прямого вимірювання.
- Аналіз теплопередач, отриманих експериментально, коли з перехідними металами утворюються металоорганічні сполуки.
- Вивчення енергетичних перетворень (у вигляді тепла), що задаються в координації сполук поліамінів з металами.
- Визначення ентальпій метало-кисневої зв’язки β-дикетонів та β-дикетонатів, пов'язаних з металами.
Як і в попередніх програмах, термохімія може використовуватися для визначення великої кількості параметрів, пов'язаних з іншими типами енергії або функціями стану, які є тими, що визначають стан системи в даний момент часу.
Термохімія також використовується при вивченні численних властивостей сполук, як у титруючій калориметрії.
Список літератури
- Вікіпедія. (sf). Термохімія. Відновлено з сайту en.wikipedia.org
- Чанг, Р. (2007). Хімія, дев'яте видання. Мексика: McGraw-Hill.
- LibreTexts. (sf). Термохімія - огляд. Отримано з chem.libretexts.org
- Тяги, П. (2006). Термохімія. Відновлено з books.google.co.ve
- Рібейро, М.А. (2012). Термохімія та її застосування до хімічних та біохімічних систем. Отримано з books.google.co.ve
- Сінгх, NB, Das, SS, і Singh, AK (2009). Фізична хімія, Том 2. Відновлено з books.google.co.ve