Tieto termochemické Spracováva štúdie úprav tepla vykonávané v reakciách medzi dvoma alebo viac druhov. Považuje sa za nevyhnutnú súčasť termodynamiky, ktorá študuje premenu tepla a iných druhov energie, aby pochopila smer, v ktorom sa procesy vyvíjajú a ako sa mení ich energia.
Podobne je nevyhnutné pochopiť, že teplo zahŕňa prenos tepelnej energie, ktorá sa vyskytuje medzi dvoma telesami, keď sú pri rôznych teplotách; zatiaľ čo tepelná energia je tá, ktorá je spojená s náhodným pohybom, ktorý majú atómy a molekuly.
Germain Hess, tvorca Hessovho zákona, nevyhnutný pre termochémiu
Preto, keďže takmer vo všetkých chemických reakciách je energia absorbovaná alebo uvoľňovaná teplom, analýza javov, ktoré sa vyskytujú prostredníctvom termochémie, je veľmi dôležitá.
Čo študuje termochémia?
Ako už bolo uvedené, termochémia študuje energetické zmeny vo forme tepla, ktoré sa vyskytujú pri chemických reakciách alebo pri výskyte procesov, ktoré zahŕňajú fyzikálne premeny.
V tomto zmysle je potrebné objasniť určité koncepty v rámci predmetu, aby sa lepšie pochopili.
Napríklad výraz „systém“ sa vzťahuje na konkrétny segment vesmíru, ktorý sa študuje, pričom „vesmír“ sa chápe ako uvažovanie o systéme a jeho okolí (všetko, čo je mimo neho).
Systém teda všeobecne pozostáva z druhov podieľajúcich sa na chemických alebo fyzikálnych premenách, ktoré sa vyskytujú pri reakciách. Tieto systémy možno rozdeliť do troch typov: otvorené, uzavreté a izolované.
- Otvorený systém je taký systém, ktorý umožňuje prenos hmoty a energie (tepla) s okolím.
- V uzavretom systéme dochádza k výmene energie, ale nie hmoty.
- V izolovanom systéme nedochádza k prenosu látok alebo energie vo forme tepla. Tieto systémy sú známe aj ako „adiabatické“.
zákony
Zákony termochémie úzko súvisia s Laplaceovým a Lavoisierovým zákonom, ako aj s Hessovým zákonom, ktoré sú predchodcami prvého termodynamického zákona.
Zásada, ktorú predložili francúzsky Antoine Lavoisier (dôležitý chemik a šľachtic) a Pierre-Simon Laplace (slávny matematik, fyzik a astronóm), uvádza, že „zmena energie, ktorá sa prejavuje pri akejkoľvek fyzikálnej alebo chemickej transformácii, má rovnakú veľkosť a význam v rozpore so zmenou energie inverznej reakcie “.
Hessov zákon
Zákon o ruskom chemikovi pôvodom zo Švajčiarska, Germainovi Hessovi, je tiež základným kameňom na vysvetlenie termochémie.
Táto zásada je založená na jeho výklade zákona o zachovaní energie, ktorý poukazuje na skutočnosť, že energia nemôže byť vytvorená alebo zničená, iba transformovaná.
Hessov zákon sa dá uzákoniť takto: „celková entalpia v chemickej reakcii je rovnaká, či už sa reakcia uskutočňuje v jednom kroku alebo v slede niekoľkých krokov.“ “
Celková entalpia sa udáva ako odpočet medzi súčtom entalpie produktov mínus súčet entalpie reakčných zložiek.
V prípade zmeny štandardnej entalpie systému (za štandardných podmienok 25 ° C a 1 atm) sa môže schéma znázorniť podľa nasledujúcej reakcie:
ΔH reakcia = ΣΔH (produkty) - ΣΔH (reaktanty)
Ďalším spôsobom, ako vysvetliť tento princíp s vedomím, že zmena entalpie sa týka zmeny tepla v reakciách, keď sa vyskytujú pri konštantnom tlaku, je tvrdenie, že zmena čistej entalpie systému nezávisí od sledovanej cesty. medzi počiatočným a konečným stavom.
Prvý zákon termodynamiky
Tento zákon je tak vnútorne spojený s termochémiou, že niekedy je zmätený, ktorý bol tým, ktorý inšpiroval druhého; Aby sme objasnili tento zákon, musíme začať tvrdením, že je tiež zakorenený v zásade šetrenia energie.
Termodynamika teda nezohľadňuje iba teplo ako formu prenosu energie (ako je termochémia), ale zahŕňa aj iné formy energie, ako je vnútorná energia (U).
Takže zmena vnútornej energie systému (ΔU) je daná rozdielom medzi jeho pôvodným a konečným stavom (ako je vidieť v Hessovom zákone).
Berúc do úvahy, že vnútorná energia je tvorená kinetickou energiou (pohyb častíc) a potenciálnou energiou (interakcie medzi časticami) toho istého systému, je možné odvodiť, že existujú ďalšie faktory, ktoré prispievajú k štúdiu stavu a vlastností každého z nich. systém.
aplikácia
Termochémia má viac aplikácií, niektoré z nich budú uvedené nižšie:
- Stanovenie energetických zmien v určitých reakciách pomocou kalorimetrie (meranie tepelných zmien v určitých izolovaných systémoch).
- Odpočet zmien entalpie v systéme, aj keď ich nemožno zistiť priamym meraním.
- Analýza prenosu tepla produkovaného experimentálne, keď sa organokovové zlúčeniny tvoria s prechodnými kovmi.
- Štúdium energetických premien (vo forme tepla) podávaných v koordinačných zlúčeninách polyamínov s kovmi.
- Stanovenie entalpií väzby kov-kyslík β-diketónov a β-diketonátov naviazaných na kovy.
Rovnako ako v predchádzajúcich aplikáciách, termochémia sa môže použiť na určenie veľkého počtu parametrov spojených s inými typmi energetických alebo stavových funkcií, ktoré definujú stav systému v danom čase.
Termochémia sa používa aj pri štúdiu mnohých vlastností zlúčenín, napríklad pri titračnej kalorimetrii.
Referencie
- Wikipedia. (SF). Termochémia. Obnovené z en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Chémia, deviate vydanie. Mexiko: McGraw-Hill.
- LibreTexts. (SF). Termochémia - prehľad. Zdroj: chem.libretexts.org
- Tyagi, P. (2006). Termochémia. Obnovené z books.google.co.ve
- Ribeiro, MA (2012). Termochémia a jej aplikácie v chemických a biochemických systémoch. Získané z kníh.google.co.ve
- Singh, NB, Das, SS a Singh, AK (2009). Fyzikálna chémia, zväzok 2. Získané z books.google.co.ve