На термохимични дръжките на изследването на топлинните изменения извършва в реакции между два или повече вида. Смята се за съществена част от термодинамиката, която изучава трансформацията на топлина и други видове енергия, за да се разбере посоката, в която се развиват процесите и как енергията им варира.
По същия начин е важно да се разбере, че топлината включва прехвърлянето на топлинна енергия, която се случва между две тела, когато те са при различни температури; докато топлинната енергия е тази, която се свързва със случайното движение, което притежават атомите и молекулите.
Жермен Хес, създател на Закона на Хес, основен за термохимията
Следователно, тъй като в почти всички химически реакции енергията се абсорбира или освобождава с помощта на топлина, анализът на явленията, които се случват чрез термохимията, е от голямо значение.
Какво изучава термохимията?
Както беше отбелязано по-рано, термохимията изучава енергийните промени под формата на топлина, които се появяват при химични реакции или когато се появяват процеси, включващи физически трансформации.
В този смисъл е необходимо да се изяснят определени понятия в рамките на темата за по-добро разбиране на него.
Например терминът „система“ се отнася до специфичния сегмент на Вселената, който се изучава, като „вселена“ се разбира като съобразяване на системата и нейното обкръжение (всичко външно за нея).
Така че, системата обикновено се състои от видовете, участващи в химичните или физическите трансформации, които се случват в реакциите. Тези системи могат да бъдат класифицирани в три вида: отворени, затворени и изолирани.
- Отворена система е тази, която позволява пренасянето на материя и енергия (топлина) със заобикалящата я среда.
- В затворена система има обмен на енергия, но не и материя.
- В изолирана система няма пренос на материя или енергия под формата на топлина. Тези системи са известни още като "адиабатни".
Закони
Законите на термохимията са тясно свързани със закона на Лаплас и Лавоазие, както и със закона на Хес, които са предшествениците на първия закон на термодинамиката.
Принципът, изложен от френския Антоан Лавоазие (важен химик и благородник) и Пиер-Симон Лаплас (известен математик, физик и астроном), преразглеждат, че „промяната в енергията, която се проявява при всяка физическа или химическа трансформация, има еднаква величина и значение противно на промяната в енергията на обратната реакция “.
Закон на Хес
В същия смисъл законът, формулиран от руския химик с произход от Швейцария, Жермен Хес, е крайъгълен камък за обяснението на термохимията.
Този принцип се основава на неговата интерпретация на закона за запазване на енергията, който се отнася до факта, че енергията не може да бъде създадена или унищожена, а само преобразувана.
Законът на Хес може да бъде приет по този начин: "общата енталпия в химическата реакция е еднаква, независимо дали реакцията се провежда в една стъпка или в последователност от няколко етапа."
Общата енталпия се дава като изваждане между сумата на енталпията на продуктите минус сумата на енталпията на реагентите.
В случай на промяна в стандартната енталпия на система (при стандартни условия от 25 ° C и 1 атм), тя може да бъде схематизирана според следната реакция:
ΔH реакция = ΣΔH (продукти) - ΣΔH (реагенти)
Друг начин да се обясни този принцип, като се знае, че промяната в енталпията се отнася до промяната на топлината в реакциите, когато се появяват при постоянно налягане, е като се каже, че промяната в нетната енталпия на системата не зависи от следвания път. между начално и крайно състояние.
Първи закон на термодинамиката
Този закон е толкова присъщо свързан с термохимията, че понякога се бърка кой е вдъхновявал другия; Така че, за да хвърли светлина върху този закон, човек трябва да започне с това, че той се корени и в принципа за запазване на енергията.
Така че термодинамиката не само отчита топлината като форма на пренос на енергия (като термохимията), но включва и други форми на енергия, като вътрешна енергия (U).
Значи изменението на вътрешната енергия на една система (ΔU) се дава от разликата между началните и крайните й състояния (както се вижда от закона на Хес).
Като се има предвид, че вътрешната енергия се състои от кинетична енергия (движение на частиците) и потенциалната енергия (взаимодействия между частиците) на една и съща система, може да се заключи, че има и други фактори, които допринасят за изследването на състоянието и свойствата на всяка система.
Приложения
Термохимията има множество приложения, някои от тях ще бъдат споменати по-долу:
- Определяне на енергийните промени в определени реакции с помощта на калориметрия (измерване на топлинните промени в определени изолирани системи).
- Приспадане на промените в енталпията в системата, дори когато те не могат да бъдат познати чрез директно измерване.
- Анализ на топлопредаванията, произведени експериментално, когато с металите на прехода се образуват органични метални съединения.
- Проучване на енергийни трансформации (под формата на топлина), дадени в координационни съединения на полиамини с метали.
- Определяне на енталпиите на метало-кислородната връзка на β-дикетоните и β-дикетонатите, свързани с металите.
Както в предишните приложения, термохимията може да се използва за определяне на голям брой параметри, свързани с други видове енергия или функции на състоянието, които са тези, които определят състоянието на системата в даден момент.
Термохимията се използва и при изследване на многобройни свойства на съединенията, както при титруващата калориметрия.
Препратки
- Wikipedia. (SF). Термохимия. Възстановено от en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Химия, Девето издание. Мексико: McGraw-Hill.
- LibreTexts. (SF). Термохимия - преглед. Извлечено от chem.libretexts.org
- Тяги, П. (2006). Термохимия. Възстановени от books.google.co.ve
- Рибейро, МА (2012). Термохимия и нейните приложения към химични и биохимични системи. Получено от books.google.co.ve
- Сингх, NB, Das, SS и Singh, AK (2009). Физическа химия, том 2. Възстановено от books.google.co.ve