Tyto termochemické Zpracovává studie úprav tepla prováděny v reakcích mezi dvěma nebo více druhů. Považuje se za nezbytnou součást termodynamiky, která studuje přeměnu tepla a jiných typů energie, aby pochopila směr, jakým se procesy vyvíjejí a jak se mění jejich energie.
Stejně tak je nezbytné pochopit, že teplo zahrnuje přenos tepelné energie, která se vyskytuje mezi dvěma těly, když jsou na různých teplotách; zatímco tepelná energie je ta, která je spojena s náhodným pohybem, který mají atomy a molekuly.
Germain Hess, tvůrce Hessova zákona, zásadní pro termochemii
Proto, protože téměř ve všech chemických reakcích je energie absorbována nebo uvolňována pomocí tepla, má analýza jevů, které se objevují prostřednictvím termochemie, velký význam.
Co studuje termochemie?
Jak již bylo uvedeno, termochemie studuje energetické změny ve formě tepla, které se vyskytují při chemických reakcích nebo když nastávají procesy, které zahrnují fyzikální přeměny.
V tomto smyslu je nutné objasnit určité koncepty v rámci předmětu pro lepší pochopení.
Například, termín “systém” se odkazuje na specifický segment vesmíru, který je studován, s “vesmírem” rozuměl jako uvažování systému a jeho okolí (všechno vnější k tomu).
Systém se tedy obecně skládá z druhů zapojených do chemických nebo fyzikálních přeměn, ke kterým dochází v reakcích. Tyto systémy lze rozdělit do tří typů: otevřené, uzavřené a izolované.
- Otevřený systém je takový, který umožňuje přenos hmoty a energie (tepla) s okolím.
- V uzavřeném systému dochází k výměně energie, ale ne hmoty.
- V izolovaném systému nedochází k přenosu hmoty ani energie ve formě tepla. Tyto systémy jsou také známé jako „adiabatické“.
Zákony
Zákony termochemie jsou úzce spojeny s Laplaceovým a Lavoisierovým zákonem a také s Hessovým zákonem, které jsou předchůdci prvního zákona o termodynamice.
Princip předložený francouzským Antoine Lavoisierem (důležitým chemikem a šlechticem) a Pierrem-Simonem Laplaceem (slavným matematikem, fyzikem a astronomem) uvádí, že „změna energie, která se projevuje při jakékoli fyzické nebo chemické transformaci, má stejnou velikost a význam v rozporu se změnou energie inverzní reakce “.
Hessův zákon
Ve stejném duchu je zákon, který formuloval ruský chemik původem ze Švýcarska, Germain Hess, základním kamenem pro vysvětlení termochemie.
Tento princip je založen na jeho výkladu zákona o zachování energie, který odkazuje na skutečnost, že energie nemůže být vytvořena nebo zničena, pouze transformována.
Hessův zákon lze uzákonit takto: „celková entalpie v chemické reakci je stejná, ať už se reakce provádí v jednom kroku nebo v sekvenci několika kroků.“
Celková entalpie se udává jako odečet mezi součtem entalpie produktů mínus součet entalpie reakčních složek.
V případě změny standardní entalpie systému (za standardních podmínek 25 ° C a 1 atm) může být schématizován podle následující reakce:
ΔH reakce = ΣΔH (produkty) - ΣΔH (reaktanty)
Dalším způsobem, jak vysvětlit tento princip s vědomím, že změna entalpie se týká změny tepla v reakcích, když k nim dochází při konstantním tlaku, je říkat, že změna čisté entalpie systému nezávisí na sledované cestě. mezi počátečním a konečným stavem.
První zákon termodynamiky
Tento zákon je tak vnitřně spojen s termochemií, že někdy je zmatené, což bylo to, co inspirovalo ten druhý; Abychom objasnili tento zákon, musíme nejprve říci, že je zakořeněn v principu zachování energie.
Termodynamika tedy nebere v úvahu pouze teplo jako formu přenosu energie (jako je termochemie), ale zahrnuje i jiné formy energie, jako je vnitřní energie (U).
Takže změna vnitřní energie systému (ΔU) je dána rozdílem mezi jeho počátečním a konečným stavem (jak je vidět v Hessově zákonu).
Vzhledem k tomu, že vnitřní energie je tvořena kinetickou energií (pohyb částic) a potenciální energií (interakce mezi částicemi) stejného systému, lze odvodit, že existují další faktory, které přispívají ke studiu stavu a vlastností každého z nich. Systém.
Aplikace
Termochemie má více aplikací, některé z nich budou zmíněny níže:
- Stanovení energetických změn v určitých reakcích pomocí kalorimetrie (měření tepelných změn v určitých izolovaných systémech).
- Odpočet změn entalpie v systému, i když je nelze zjistit přímým měřením.
- Analýza přenosů tepla produkovaných experimentálně, když se organokovové sloučeniny vytvářejí s přechodnými kovy.
- Studium transformací energie (ve formě tepla) v koordinačních sloučeninách polyaminů s kovy.
- Stanovení entalpií vazby kov-kyslík β-diketonů a β-diketonátů vázaných na kovy.
Stejně jako v předchozích aplikacích lze termochemii použít k určení velkého počtu parametrů souvisejících s jinými typy energetických nebo stavových funkcí, které definují stav systému v daném čase.
Termochemie se také používá při studiu četných vlastností sloučenin, jako při titrační kalorimetrii.
Reference
- Wikipedia. (sf). Termochemie. Obnoveno z en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Chemie, deváté vydání. Mexiko: McGraw-Hill.
- LibreTexts. (sf). Termochemie - přehled. Citováno z Chem.libretexts.org
- Tyagi, P. (2006). Termochemie. Obnoveno z books.google.co.ve
- Ribeiro, MA (2012). Termochemie a její aplikace v chemických a biochemických systémech. Získáno z books.google.co.ve
- Singh, NB, Das, SS a Singh, AK (2009). Fyzikální chemie, svazek 2. Obnoveno z books.google.co.ve