Termokemia Mitä tutkimuksia, lakeja ja sovelluksia



lämpökemialliset vastaa kahden tai useamman lajin välisissä reaktioissa suoritettujen lämpömuunnosten tutkimuksesta. Sitä pidetään olennaisena osana termodynamiikkaa, joka tutkii lämmön ja muuntyyppisen energian muuntumista ymmärtääkseen prosessien kehittymisen suunnan ja miten niiden energia vaihtelee.

On myös tärkeää ymmärtää, että lämpö käsittää kahden elimen välisen lämpöenergian siirron, kun ne ovat eri lämpötiloissa; kun taas lämpöenergia on sellainen, joka liittyy siihen atomien ja molekyylien hallussa olevaan satunnaisliikkeeseen.

Siksi, koska lähes kaikissa kemiallisissa reaktioissa energia imeytyy tai vapautuu lämmön avulla, on erittäin tärkeää analysoida termokemian kautta tapahtuvia ilmiöitä.

indeksi

  • 1 Mitä termokemian tutkimuksia?
  • 2 Laki
    • 2.1 Hessin laki
    • 2.2 Termodynamiikan ensimmäinen laki
  • 3 Sovellukset
  • 4 Viitteet

Mitä termokemian tutkimuksia?

Kuten aiemmin on todettu, termokemian avulla tutkitaan kemiallisten reaktioiden tai fysikaalisia muutoksia sisältävien prosessien energian muodossa tapahtuvan energian muutoksia.

Tässä mielessä on välttämätöntä selventää tiettyjä käsitteitä aiheen ymmärtämiseksi paremmin.

Esimerkiksi termi "järjestelmä" viittaa tutkittavan maailmankaikkeuden tiettyyn segmenttiin, joka tarkoittaa "maailmankaikkeutta" järjestelmän ja sen ympäristön huomioon ottamista (kaikki ulkoiset).

Joten järjestelmä koostuu yleensä lajeista, jotka osallistuvat reaktioissa esiintyviin kemiallisiin tai fysikaalisiin muunnoksiin. Nämä järjestelmät voidaan jakaa kolmeen tyyppiin: avoin, suljettu ja eristetty.

- Avoin järjestelmä on sellainen, joka mahdollistaa aineen ja energian (lämmön) siirtämisen ympäristöönsä.

- Suljetussa järjestelmässä on energianvaihtoa, mutta ei väliä.

- Eristetyssä järjestelmässä ei ole aineen tai energian siirtoa lämmön muodossa. Nämä järjestelmät tunnetaan myös nimellä "adiabatia"..

lait

Termokemian lait ovat läheisesti yhteydessä Laplace- ja Lavoisier-lakiin sekä Hessin lakiin, jotka ovat ensimmäisen termodynamiikan lain edeltäjiä..

Ranskan Antoine Lavoisierin (tärkeä apteekki ja aatelisto) ja Pierre-Simon Laplace'n (kuuluisa matemaatikko, fyysikko ja tähtitieteilijä) esittämä periaate huomauttaa, että "fyysisen tai kemiallisen muunnoksen energiamuutoksilla on sama merkitys ja merkitys vastoin käänteisen reaktion energian muutosta ".

Hessin laki

Samassa järjestyksessä ideana Sveitsistä peräisin olevan venäläisen kemian Germain Hessin laatima laki on termokemian selityksen kulmakivi..

Tämä periaate perustuu sen tulkintaan energian säilyttämistä koskevasta laista, joka viittaa siihen, että energiaa ei voida luoda tai tuhota, vain muuttaa.

Hessin laki voidaan toteuttaa tällä tavalla: "kemiallisen reaktion kokonais entalpia on sama, riippumatta siitä, suoritetaanko reaktio yhdessä vaiheessa vai useamman vaiheen sekvenssissä".

Koko entalpia annetaan vähennyksenä tuotteiden entalpian summan ja reagoivien aineiden entalpian summan välillä..

Systeemin standardipohjaisen muutoksen (vakio-olosuhteissa 25 ° C ja 1 atm) tapauksessa se voidaan kaaviota seuraavan reaktion mukaisesti:

.DELTA.Hreaktio = HH(Tuotteet) - ΣΔH(Reagenssit)

Toinen tapa selittää tämä periaate, tietäen, että entalpian muutos viittaa lämmönvaihtoon reaktioissa, kun ne annetaan jatkuvassa paineessa, sanoo, että järjestelmän netto-entalpian muutos ei riipu seuraavasta polusta alkutilan ja lopun välillä.

Termodynamiikan ensimmäinen laki

Tämä laki on niin luontaisesti sidoksissa termokemiaan, että se on joskus sekava, mikä oli toinen, joka innoitti toista; Niinpä, jotta tämä laki voidaan valaista, meidän on aloitettava sanomalla, että sillä on myös juurensa energian säilyttämisen periaatteessa.

Niinpä termodynamiikka ottaa lämmön huomioon vain energiansiirron muodossa (kuten termokemiassa), mutta siihen liittyy myös muita energiamuotoja, kuten sisäistä energiaa (U).

Siten järjestelmän sisäisen energian (ΔU) vaihtelu saadaan sen alkuperäisen ja lopullisen tilan välisestä erosta (kuten Hessin lain mukaan nähdään).

Ottaen huomioon, että sisäinen energia koostuu saman järjestelmän kineettisestä energiasta (hiukkasten liikkumisesta) ja potentiaalista energiaa (hiukkasten väliset vuorovaikutukset), voidaan päätellä, että on olemassa muita tekijöitä, jotka edistävät kunkin tilan tilaa ja ominaisuuksia. järjestelmä.

sovellukset

Termokemialla on useita sovelluksia, joista osa mainitaan seuraavassa:

- Energian muutosten määrittäminen tietyissä reaktioissa kalorimetrian avulla (lämpömuutosten mittaaminen eräissä yksittäisissä järjestelmissä).

- Entalpian muutosten vähentäminen järjestelmässä, vaikka niitä ei tunneta suoralla mittauksella.

- Kokeellisesti saatujen lämmönsiirtojen analyysi, kun organometallisia yhdisteitä muodostetaan siirtymämetalleilla.

- Tutkimus energiamuutoksista (lämmön muodossa), joka on annettu polyamiinien ja metallien koordinointiyhdisteissä.

- Metalleihin sitoutuneiden β-diketonien ja p-diketonaattien metalli-happisidoksen entalpioiden määrittäminen.

Kuten aikaisemmissa sovelluksissa, termokemian avulla voidaan määrittää suuri määrä parametreja, jotka liittyvät muuntyyppisiin energia- tai tilatoimintoihin, jotka määrittävät järjestelmän tilan tietyllä hetkellä.

Termokemiaa käytetään myös yhdisteiden lukuisten ominaisuuksien, kuten titrauskalorimetrian, tutkimuksessa.

viittaukset

  1. Wikipedia. (N.D.). Lämpökemia. Haettu osoitteesta en.wikipedia.org
  2. Chang, R. (2007). Kemia, yhdeksäs painos. Meksiko: McGraw-Hill.
  3. LibreTexts. (N.D.). Termokemia - arvostelu. Haettu osoitteesta chem.libretexts.org
  4. Tyagi, P. (2006). Lämpökemia. Haettu osoitteesta books.google.co.ve
  5. Ribeiro, M. A. (2012). Termokemia ja sen sovellukset kemiallisille ja biokemiallisille järjestelmille. Haettu osoitteesta books.google.co.ve
  6. Singh, N. B., Das, S. S. ja Singh, A. K. (2009). Fyysinen kemia, Volume 2. Haettu osoitteesta books.google.co.ve