Termokemija Kaj študije, zakoni in aplikacije



The termokemija je odgovoren za preučevanje kaloričnih sprememb, ki se izvajajo v reakcijah med dvema ali več vrstami. Šteje se za bistveni del termodinamike, ki preučuje transformacijo toplote in drugih vrst energije, da bi razumel smer, v kateri se procesi razvijajo in kako se njihova energija spreminja..

Prav tako je nujno razumeti, da toplota vključuje prenos toplotne energije, ki se pojavi med dvema telesoma, ko so pri različnih temperaturah; medtem ko je toplotna energija tista, ki je povezana z naključnim gibanjem, ki ga imajo atomi in molekule.

Ker se v skoraj vseh kemijskih reakcijah energija absorbira ali oddaja s toploto, je zelo pomembno analizirati pojave, ki se pojavljajo s termokemijo..

Indeks

  • 1 Kakšne študije termokemije?
  • 2 Zakoni
    • 2.1 Hessov zakon
    • 2.2 Prvi zakon termodinamike
  • 3 Aplikacije
  • 4 Reference

Kakšne študije termokemije?

Kot smo že omenili, termokemija preučuje spremembe v energiji v obliki toplote, ki se pojavljajo v kemijskih reakcijah ali ko pride do procesov, ki vključujejo fizične transformacije..

V tem smislu je treba pojasniti določene koncepte v temi, da bi jo bolje razumeli.

Na primer, izraz "sistem" se nanaša na specifični segment vesolja, ki se preučuje, kar pomeni "vesolje", ki upošteva sistem in njegovo okolico (vse zunaj tega)..

Torej sistem običajno sestoji iz vrst, ki so vključene v kemične ali fizikalne transformacije, ki se pojavijo v reakcijah. Te sisteme lahko razvrstimo v tri vrste: odprte, zaprte in izolirane.

- Odprt sistem je sistem, ki omogoča prenos snovi in ​​energije (toplote) z okolico.

- V zaprtem sistemu je izmenjava energije, vendar ni pomembna.

- V izoliranem sistemu ni prenosa snovi ali energije v obliki toplote. Ti sistemi so znani tudi kot "adiabatika"..

Zakoni

Zakoni termokemije so tesno povezani z zakonom Laplasa in Lavoisierja ter s pravom Hess, ki so predhodniki prvega zakona termodinamike..

Načelo, ki sta ga izpostavila francoski Antoine Lavoisier (pomemben kemik in plemič) in Pierre-Simon Laplace (slavni matematik, fizik in astronom), ugotavlja, da "je sprememba v energiji, ki se kaže v kateri koli fizikalni ali kemični preobrazbi, enake velikosti in pomena v nasprotju s spremembo energije povratne reakcije ".

Hessov zakon

V istem vrstnem redu idej je zakon, ki ga je oblikoval ruski kemik s poreklom iz Švice, Germain Hess, temelj za razlago termokemije..

To načelo temelji na svoji razlagi zakona o ohranjanju energije, ki se nanaša na dejstvo, da energije ni mogoče ustvariti ali uničiti, le preoblikovati..

Hessov zakon se lahko uvede na ta način: "skupna entalpija v kemijski reakciji je enaka, ali se reakcija izvaja v enem koraku ali v zaporedju več korakov"..

Skupna entalpija je podana kot odštevanje med vsoto entalpije proizvodov minus vsota entalpije reaktantov..

V primeru spremembe standardne entalpije sistema (pri standardnih pogojih 25 ° C in 1 atm) se lahko shematizira v skladu z naslednjo reakcijo:

ΔHreakcijo = ΣΔH(izdelki) - ΣΔH(reaktanti)

Drugi način za pojasnitev tega načela, vedoč, da se sprememba entalpije nanaša na spremembo toplote v reakcijah, ko so podane pri konstantnem tlaku, pravi, da sprememba neto entalpije sistema ni odvisna od sledi poti med začetnim stanjem in koncem.

Prvi zakon termodinamike

Ta zakon je tako intrinzično povezan s termokemijo, da je včasih zmeden, tisti, ki je navdihnil drugega; Da bi osvetlili ta zakon, moramo torej začeti s tem, da ima svoje korenine tudi v načelu ohranjanja energije..

Termodinamika torej ne upošteva le toplote kot oblike prenosa energije (kot je termokemija), ampak vključuje tudi druge oblike energije, kot je notranja energija (U).

Torej je razlika v notranji energiji sistema (ΔU) podana z razliko med začetnim in končnim stanjem (kot je razvidno iz Hessovega zakona)..

Glede na to, da je notranja energija sestavljena iz kinetične energije (gibanje delcev) in potencialne energije (interakcije med delci) istega sistema, je mogoče sklepati, da obstajajo drugi dejavniki, ki prispevajo k preučevanju stanja in lastnosti vsakega posameznega sistema. sistema.

Aplikacije

Termokemija ima več aplikacij, od katerih bodo nekatere navedene spodaj:

- Določanje energetskih sprememb v določenih reakcijah z uporabo kalorimetrije (merjenje toplotnih sprememb v nekaterih izoliranih sistemih).

- Odbitki sprememb entalpije v sistemu, tudi če jih ni mogoče poznati z neposredno meritvijo.

- Analiza prenosov toplote, ki se eksperimentalno proizvajajo, ko se organokovinske spojine tvorijo s prehodnimi kovinami.

- Študija energetskih transformacij (v obliki toplote) v koordinacijskih spojinah poliaminov s kovinami.

- Določanje entalpij kovinsko-kisikove vezi β-diketonov in β-diketonatov, vezanih na kovine.

Kot v prejšnjih aplikacijah se lahko termokemija uporablja za določanje velikega števila parametrov, povezanih z drugimi vrstami energijskih ali stanjskih funkcij, ki določajo stanje sistema v določenem času..

Termokemija se uporablja tudi pri preučevanju številnih lastnosti spojin, kot je npr. Titracijska kalorimetrija.

Reference

  1. Wikipedija. (s.f.). Termokemija Vzpostavljeno iz en.wikipedia.org
  2. Chang, R. (2007). Kemija, 9. izdaja. Mehika: McGraw-Hill.
  3. LibreTexts. (s.f.). Termokemija - pregled. Vzpostavljeno iz chem.libretexts.org
  4. Tyagi, P. (2006). Termokemija Vzpostavljeno iz books.google.co.ve
  5. Ribeiro, M.A. (2012). Termokemija in njene aplikacije v kemijskih in biokemičnih sistemih. Vzpostavljeno iz books.google.co.ve
  6. Singh, N.B., Das, S.S. in Singh, A.K. (2009). Physical Chemistry, Zvezek 2. Vzpostavljeno iz books.google.co.ve