Termokeemia Millised uuringud, seadused ja rakendused



The termokeemia vastutab kahe või enama liigi vahelises reaktsioonis tehtud kalorite modifikatsioonide uurimise eest. Seda peetakse termodünaamika oluliseks osaks, mis uurib soojuse ja muude energialiikide ümberkujundamist, et mõista suunda, milles protsessid arenevad ja kuidas nende energia muutub.

Samuti on oluline mõista, et soojus hõlmab soojuse ülekandmist kahe keha vahel, kui need on erinevatel temperatuuridel; kui soojusenergia on see, mis on seotud juhusliku liikumisega, mida aatomid ja molekulid omavad.

Seega, kuna peaaegu kõigis keemilistes reaktsioonides neeldub või eraldub energia soojuse abil, on väga oluline analüüsida termokeemia kaudu tekkivaid nähtusi..

Indeks

  • 1 Millised termokeemilised uuringud?
  • 2 Seadused
    • 2.1 Hesssi seadus
    • 2.2 Termodünaamika esimene seadus
  • 3 Rakendused
  • 4 Viited

Millised termokeemilised uuringud?

Nagu eelnevalt mainitud, uuritakse termokeemia keemiliste reaktsioonide käigus tekkivaid soojuse muutusi või füüsikalisi transformatsioone hõlmavaid protsesse..

Selles mõttes on selle teema paremaks mõistmiseks vaja selgitada teatud teemasid.

Näiteks mõiste "süsteem" viitab uuritava universumi spetsiifilisele segmendile, mis tähendab "universumit" süsteemi ja selle ümbruse kaalumisele (kõik väljaspool seda).

Seega koosneb süsteem tavaliselt liikidest, mis on seotud reaktsioonides esinevate keemiliste või füüsiliste transformatsioonidega. Neid süsteeme võib liigitada kolme liiki: avatud, suletud ja isoleeritud.

- Avatud süsteem on selline, mis võimaldab aine ja energia (soojuse) ülekandmist oma ümbrusega.

- Suletud süsteemis on energia vahetamine, kuid mitte oluline.

- Isoleeritud süsteemis puudub aine või energia ülekanne soojuse kujul. Neid süsteeme tuntakse ka kui "adiabatikat"..

Seadused

Termokeemia seadused on tihedalt seotud Laplace'i ja Lavoisieri seadusega, samuti Hesssi seadusega, mis on esimese termodünaamika seaduse eelkäijad..

Prantsuse Antoine Lavoisieri (oluline keemik ja aadlik) ja Pierre-Simon Laplace'i (tuntud matemaatik, füüsik ja astronoom) poolt selgitatud põhimõte märgib, et "igas füüsilises või keemilises transformatsioonis avalduv energia muutumine on võrdne ja tähendusrikas vastupidiselt vastupidise reaktsiooni energia muutumisele..

Hessi seadus

Sama ideede järjekorras on Šveitsi päritolu keemiku Germain Hessi sõnastatud seadus termokeemia selgituse nurgakivi..

See põhimõte põhineb selle tõlgendusel energia säästmise seadusest, mis viitab asjaolule, et energiat ei saa luua ega hävitada, vaid muuta.

Hess'i seadust saab sellisel viisil rakendada: "keemilise reaktsiooni täielik entalpia on sama, olenemata sellest, kas reaktsioon viiakse läbi ühes etapis või mitme etapi järjestuses".

Kogu entalpia on lahutatud toodete entalpia summana, millest on lahutatud reaktiivide entalpia summa..

Süsteemi standardse entalpia muutumise korral (standardtingimustes 25 ° C ja 1 atm) saab seda skemaatiliselt skeemida järgmise reaktsiooni kohaselt:

AHreaktsioon = ΔH(tooted) - ΣΔH(reagendid)

Teine võimalus seda põhimõtet selgitada, teades, et entalpia muutus viitab kuumuse muutusele reaktsioonides, kui need antakse pidevas rõhus, ütleb, et süsteemi neto entalpia muutus ei sõltu järgitavast teest algseisundi ja lõpuni.

Termodünaamika esimene seadus

See seadus on nii sisuliselt seotud termokeemiaga, et see on mõnikord segaduses, mis oli teine, mis inspireeris teist; Niisiis peame selle seaduse valgustamiseks kõigepealt ütlema, et selle juured on ka energia säästmise põhimõttes..

Seega ei võta termodünaamika mitte ainult soojust energia ülekande vormis (näiteks termokeemia), vaid hõlmab ka muid energialiike, nagu näiteks sisemine energia (U).

Seega on süsteemi sisemise energia variatsioon (ΔU) antud selle alg- ja lõppseisundi erinevuse järgi (nagu on näha Hess'i seaduses).

Arvestades, et sisemine energia koosneb sama süsteemi kineetilisest energiast (osakeste liikumisest) ja potentsiaalsest energiast (osakeste vahelistest koostoimetest), võib järeldada, et on olemas ka teisi tegureid, mis aitavad iga riigi seisundit ja omadusi uurida. süsteem.

Rakendused

Termokeemial on mitu rakendust, millest mõned on allpool nimetatud:

- Energia muutuste määramine teatud reaktsioonides kalorimeetria abil (soojuse muutuste mõõtmine teatud isoleeritud süsteemides).

- Entalpia muutuste vähendamine süsteemis, isegi kui neid ei saa otsese mõõtmise abil teada.

- Eksperimentaalselt toodetud soojusülekannete analüüs, kui metallorgaanilised ühendid moodustuvad siirdemetallidega.

- Polüamiinide ja metalliühendite koordineerimisühendites esitatud energia muundamise uurimine (kuumusena).

- Metallide hapniku sidumise ja metallidega seotud β-diketoonide entalpia määramine \ t.

Sarnaselt varasematele rakendustele võib termokeemiat kasutada paljude teiste energia- või olekufunktsioonidega seotud parameetrite määramiseks, mis määravad süsteemi oleku teatud ajahetkel..

Termokeemiat kasutatakse ka ühendite arvukate omaduste, näiteks tiitrimise kalorimeetria uurimisel.

Viited

  1. Wikipedia. (s.f.). Termokeemia Välja otsitud aadressilt en.wikipedia.org
  2. Chang, R. (2007). Keemia, üheksas väljaanne. Mehhiko: McGraw-Hill.
  3. LibreTexts. (s.f.). Termokeemia - ülevaade. Välja otsitud kem.libretexts.org
  4. Tyagi, P. (2006). Termokeemia Välja otsitud aadressilt books.google.co.ve
  5. Ribeiro, M. A. (2012). Termokeemia ja selle rakendused keemilistele ja biokeemilistele süsteemidele. Välja otsitud aadressilt books.google.co.ve
  6. Singh, N. B., Das, S. S. ja Singh, A. K. (2009). Füüsiline keemia, 2. köide. Välja otsitud aadressilt books.google.co.ve