V termokemični ročaji Preučevanje toplotnih sprememb izvedemo v reakcijah med dvema ali več vrst. Šteje se za bistveni del termodinamike, ki preučuje pretvorbo toplote in drugih vrst energije, da bi razumela smer, v kateri se procesi razvijajo in kako se njihova energija spreminja.
Prav tako je bistvenega pomena razumeti, da toplota vključuje prenos toplotne energije, ki nastane med dvema telesoma, kadar sta na različnih temperaturah; medtem ko je toplotna energija tista, ki je povezana z naključnim gibanjem, ki ga imajo atomi in molekule.
Germain Hess, ustvarjalec Hessovega zakona, ki je temeljni za termokemijo
Zato se skoraj v vseh kemijskih reakcijah energija absorbira ali sprošča s pomočjo toplote, zato je analiza pojavov, ki se pojavljajo s termokemijo, zelo pomembna.
Kaj preučuje termokemija?
Kot smo že omenili, termokemija preučuje spremembe energije v obliki toplote, ki se pojavljajo v kemijskih reakcijah ali kadar pride do procesov, ki vključujejo fizične transformacije.
V tem smislu je treba za boljše razumevanje le-te razjasniti določene pojme znotraj predmeta.
Izraz "sistem" se na primer nanaša na določen segment vesolja, ki se preučuje, pri čemer se "vesolje" razume kot upoštevanje sistema in njegove okolice (vse, kar je zunaj njega).
Torej, sistem na splošno sestoji iz vrst, ki sodelujejo v kemičnih ali fizikalnih transformacijah, ki nastanejo v reakcijah. Te sisteme lahko razvrstimo v tri vrste: odprte, zaprte in izolirane.
- Odprti sistem je tisti, ki omogoča prenos snovi in energije (toplote) z okolico.
- V zaprtem sistemu je izmenjava energije, ne pa materije.
- V izoliranem sistemu ni prenosa snovi ali energije v obliki toplote. Ti sistemi so znani tudi kot "adiabatski".
Zakoni
Zakoni termokemije so tesno povezani z Laplaceovim in Lavoisierjevim zakonom, pa tudi s Hessovim zakonom, ki sta predhodnika prvega zakona termodinamike.
Načelo, ki sta ga navedla Francoz Antoine Lavoisier (pomemben kemik in plemič) in Pierre-Simon Laplace (slavni matematik, fizik in astronom), ocenjujeta, da je "sprememba energije, ki se kaže v vsaki fizični ali kemični preobrazbi, enaka obsegu in pomenu v nasprotju s spremembo energije obratne reakcije “.
Hessov zakon
Prav tako je zakon, ki ga je izoblikoval ruski kemik iz Švice Germain Hess, temelj razlage termokemije.
To načelo temelji na njegovi razlagi zakona ohranjanja energije, ki se nanaša na dejstvo, da energije ni mogoče ustvariti ali uničiti, temveč samo transformirati.
Hesssov zakon je mogoče uzakoniti tako: "celotna entalpija v kemijski reakciji je enaka, ne glede na to, ali se reakcija izvaja v enem koraku ali v zaporedju več korakov."
Skupna entalpija je podana kot odštevanje vsote entalpije produktov, zmanjšane za vsoto entalpije reaktantov.
V primeru spremembe standardne entalpije sistema (v standardnih pogojih 25 ° C in 1 atm) se lahko shematizira v skladu z naslednjo reakcijo:
ΔH reakcija = ΣΔH (proizvodi) - ΣΔH (reaktanti)
Drug način, kako razložiti to načelo, ob zavedanju, da se sprememba entalpije nanaša na spremembo toplote v reakcijah, kadar se pojavijo pri konstantnem tlaku, je ta, da sprememba neto entalpije sistema ni odvisna od poti, ki ji sledi. med začetnim in končnim stanjem.
Prvi zakon termodinamike
Ta zakon je tako zelo povezan s termokemijo, da se včasih zmede, ki je bil tisti, ki je navdihnil drugega; Da bi osvetlili ta zakon, je treba začeti z besedo, da je zakoreninjen tudi v načelu ohranjanja energije.
Torej termodinamika ne upošteva samo toplote kot oblike prenosa energije (kot je termokemija), ampak vključuje tudi druge oblike energije, na primer notranjo energijo (U).
Torej je variacija notranje energije sistema (ΔU) dana z razliko med začetnimi in končnimi stanji (kot je razvidno iz Hesssovega zakona).
Če upoštevamo, da notranjo energijo sestavljajo kinetična energija (gibanje delcev) in potencialna energija (interakcije med delci) istega sistema, je mogoče sklepati, da obstajajo še drugi dejavniki, ki prispevajo k preučevanju stanja in lastnosti vsakega sistem.
Prijave
Termokemija ima več aplikacij, nekatere od njih bodo omenjene v nadaljevanju:
- Določanje sprememb energije v določenih reakcijah z uporabo kalorimetrije (merjenje toplotnih sprememb v določenih izoliranih sistemih).
- Odbitek entalpijskih sprememb v sistemu, tudi če jih neposredna meritev ne more biti znana.
- analiza toplotnih prenosov, ki nastanejo eksperimentalno, ko se tvorijo organske kovinske spojine s prehodnimi kovinami.
- preučevanje energetskih transformacij (v obliki toplote), ki se nahajajo v koordinacijskih spojinah poliaminov s kovinami.
- Določitev entalpije kovinsko-kisikove vezi β-diketonov in β-diketonata, vezanih na kovine.
Tako kot v prejšnjih aplikacijah lahko tudi s termokemijo določimo veliko število parametrov, povezanih z drugimi vrstami energije ali funkcijami stanja, ki so tista, ki definirajo stanje sistema v določenem času.
Termokemija se uporablja tudi pri preučevanju številnih lastnosti spojin, kot pri titracijski kalorimetriji.
Reference
- Wikipedija. (sf). Termokemija. Pridobljeno s strani en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Kemija, deveta izdaja. Mehika: McGraw-Hill.
- LibreTexts. (sf). Termokemija - pregled. Pridobljeno s chem.libretexts.org
- Tyagi, P. (2006). Termokemija. Pridobljeno iz books.google.co.ve
- Ribeiro, MA (2012). Termokemija in njene uporabe v kemijskih in biokemijskih sistemih. Pridobljeno iz books.google.co.ve
- Singh, NB, Das, SS in Singh, AK (2009). Fizična kemija, letnik 2. Pridobljeno iz books.google.co.ve