В термохимическом обрабатывает изучение модификаций тепла выполняется в реакциях между двумя или более видами. Это считается важной частью термодинамики, которая изучает преобразование тепла и других видов энергии, чтобы понять, в каком направлении развиваются процессы и как изменяется их энергия.
Точно так же важно понимать, что тепло включает в себя передачу тепловой энергии между двумя телами, когда они находятся при разных температурах; в то время как тепловая энергия связана со случайным движением атомов и молекул.
Жермен Гесс, создатель закона Гесса, фундаментального для термохимии
Следовательно, поскольку почти во всех химических реакциях энергия поглощается или выделяется с помощью тепла, анализ явлений, происходящих с помощью термохимии, имеет большое значение.
Что изучает термохимия?
Как отмечалось ранее, термохимия изучает изменения энергии в форме тепла, которые происходят в химических реакциях или когда происходят процессы, включающие физические превращения.
В этом смысле необходимо прояснить определенные концепции в рамках предмета для лучшего его понимания.
Например, термин «система» относится к конкретному сегменту вселенной, который изучается, при этом «вселенная» понимается как рассмотрение системы и ее окружения (всего внешнего по отношению к ней).
Итак, система обычно состоит из веществ, участвующих в химических или физических превращениях, происходящих в реакциях. Эти системы можно разделить на три типа: открытые, закрытые и изолированные.
- Открытая система - это система, которая позволяет передавать материю и энергию (тепло) с окружающей средой.
- В замкнутой системе происходит обмен энергией, но не веществом.
- В изолированной системе нет передачи вещества или энергии в виде тепла. Эти системы также известны как «адиабатические».
Законы
Законы термохимии тесно связаны с законом Лапласа и Лавуазье, а также с законом Гесса, которые являются предшественниками первого закона термодинамики.
Принцип, выдвинутый французским Антуаном Лавуазье (выдающимся химиком и дворянином) и Пьером-Симоном Лапласом (известным математиком, физиком и астрономом), рассматривает, что «изменение энергии, которое проявляется в любом физическом или химическом преобразовании, имеет одинаковую величину и значение. вопреки изменению энергии обратной реакции ».
Закон Гесса
В том же духе закон, сформулированный русским химиком из Швейцарии Жерменом Гессом, является краеугольным камнем для объяснения термохимии.
Этот принцип основан на его интерпретации закона сохранения энергии, который относится к тому факту, что энергия не может быть создана или уничтожена, а только преобразована.
Закон Гесса может быть реализован следующим образом: «Полная энтальпия химической реакции одинакова, независимо от того, проводится ли реакция в одну стадию или в последовательность из нескольких стадий».
Общая энтальпия дается как вычитание суммы энтальпии продуктов за вычетом суммы энтальпии реагентов.
В случае изменения стандартной энтальпии системы (при стандартных условиях 25 ° C и 1 атм) ее можно схематизировать по следующей реакции:
ΔH реакция = ΣΔH (продукты) - ΣΔH (реагенты)
Другой способ объяснить этот принцип, зная, что изменение энтальпии относится к изменению теплоты в реакциях, когда они происходят при постоянном давлении, - это сказать, что изменение чистой энтальпии системы не зависит от пройденного пути. между начальным и конечным состоянием.
Первый закон термодинамики
Этот закон настолько неразрывно связан с термохимией, что иногда возникает путаница, кто из них вдохновлял другой; Итак, чтобы пролить свет на этот закон, нужно начать с того, что он также основан на принципе сохранения энергии.
Таким образом, термодинамика не только учитывает тепло как форму передачи энергии (например, термохимию), но также включает другие формы энергии, такие как внутренняя энергия (U).
Таким образом, изменение внутренней энергии системы (ΔU) определяется разницей между ее начальным и конечным состояниями (как видно из закона Гесса).
Принимая во внимание, что внутренняя энергия складывается из кинетической энергии (движения частиц) и потенциальной энергии (взаимодействия между частицами) одной и той же системы, можно сделать вывод, что существуют другие факторы, которые способствуют изучению состояния и свойств каждой из них. система.
Приложения
Термохимия имеет множество приложений, некоторые из них будут упомянуты ниже:
- Определение изменений энергии в определенных реакциях с помощью калориметрии (измерение изменений тепла в определенных изолированных системах).
- Вычисление изменений энтальпии в системе, даже если они не могут быть определены прямым измерением.
- Анализ теплопередачи, полученной экспериментально при образовании металлоорганических соединений с переходными металлами.
- Изучение превращений энергии (в виде тепла) в координационных соединениях полиаминов с металлами.
- Определение энтальпий металл-кислородной связи β-дикетонов и β-дикетонатов, связанных с металлами.
Как и в предыдущих приложениях, термохимия может использоваться для определения большого количества параметров, связанных с другими типами энергии или функций состояния, которые определяют состояние системы в данный момент времени.
Термохимия также используется при изучении многих свойств соединений, например, в калориметрии титрования.
Ссылки
- Wikipedia. (SF). Термохимия. Получено с en.wikipedia.org
- Чанг, Р. (2007). Химия, Девятое издание. Мексика: Макгроу-Хилл.
- LibreTexts. (SF). Термохимия - Обзор. Получено с сайта chem.libretexts.org
- Тяги, П. (2006). Термохимия. Восстановлено с books.google.co.ve
- Рибейро, Массачусетс (2012). Термохимия и ее приложения к химическим и биохимическим системам. Получено с books.google.co.ve
- Сингх, Н.Б., Дас, С.С., и Сингх, АК (2009). Физическая химия, том 2. Получено с books.google.co.ve.