תרמוכימיה אילו מחקרים, חוקים ויישומים

ה תרמוכימיה אחראית לחקר השינויים הקלוריים המתבצעים בתגובות בין שני מינים או יותר. זה נחשב חלק חיוני של התרמודינמיקה, אשר בוחנת את השינוי של חום וסוגים אחרים של אנרגיה כדי להבין את הכיוון שבו תהליכים לפתח וכיצד האנרגיה שלהם משתנה.

כמו כן, חשוב להבין כי החום כרוך בהעברת אנרגיה תרמית המתרחשת בין שני גופים, כאשר הם בטמפרטורות שונות; בעוד האנרגיה התרמית היא זו המשויכת לתנועה האקראית שיש לאטומים ולמולקולות.

לכן, כמו כמעט כל התגובות הכימיות האנרגיה נספגת או משוחררת באמצעות חום, חשוב מאוד לנתח את התופעות המתרחשות באמצעות Thermochemistry.

אינדקס

• 1 לימודי תרמו-כימיה?
• 2 חוקים
  • 2.1 חוק הס
  • 2.2 החוק הראשון של התרמודינמיקה
• 3 יישומים
• 4 הפניות

מה לימודי תרמו-כימיה?

כפי שצוין קודם לכן, תרמוכימיה בוחנת את השינויים באנרגיה בצורה של חום המתרחשים בתגובות כימיות או כאשר תהליכים הכוללים טרנספורמציות פיזיות מתרחשות.

במובן זה, יש צורך להבהיר מושגים מסוימים בתוך הנושא כדי להבין טוב יותר את זה.

לדוגמה, המונח "מערכת" מתייחס לקטע הספציפי של היקום הנלמד, שמשמעותו "היקום" את שיקול המערכת וסביבתה (כל דבר חיצוני לכך).

לכן, מערכת מורכבת בדרך כלל מן המינים המעורבים בשינויים הכימיים או הפיזיים המתרחשים בתגובות. מערכות אלה ניתן לסווג לשלושה סוגים: פתוח, סגור ומבודד.

- מערכת פתוחה היא אחת המאפשרת העברת חומר ואנרגיה (חום) עם סביבתו.

- במערכת סגורה יש חילופי אנרגיה, אבל לא משנה.

- במערכת מבודדת אין העברת חומר או אנרגיה בצורה של חום. מערכות אלה ידועות גם בשם "adiabatics".

חוקים

החוקים של תרמוכימיה קשורים קשר הדוק לחוק של לפלס ולאבזייה, כמו גם את חוק הס, שהם מבשרי החוק הראשון של התרמודינמיקה.

העיקרון בא לידי ביטוי על ידי הצרפתי אנטואן לבואזיה (כימי הגדולות אצילי) ופייר-סימון לפלס (המתמטיקאי המפורסם, פיסיקאי ואסטרונום) דיווחו כי "השינוי באנרגיה לידי ביטוי בכל שינוי פיזי או כימי יש גודל שווה ובכיוון בניגוד השינוי באנרגיה של התגובה ההפוכה ".

חוק הס

באותו סדר של רעיונות, החוק שגובש על ידי הרוקח הרוסי שמקורו בשוויץ, ז'רמן הס, הוא אבן הפינה להסבר של תרמוכימיה.

עיקרון זה מבוסס על פרשנותו לחוק שימור האנרגיה, המתייחס לעובדה שלא ניתן ליצור אנרגיה או להרוס,.

אפשר לחוקק כך את חוק הס: "האנתלפיה המוחלטת בתגובת הכימיה היא זהה, האם התגובה מתבצעת בצעד אחד או ברצף של כמה צעדים".

סך האנתלפיה ניתנת כחיסור בין סכום האנתלפיה של המוצרים בניכוי סכום האנתלפיה של המגיבים.

במקרה של שינוי אנתלפיה סטנדרטי של מערכת (בתנאים סטנדרטיים של 25 מעלות צלזיוס ו 1 atm), זה יכול להיות schematized על פי התגובה הבאה:

Δay_תגובה 49_{(מוצרים)} - ΣΔH_{(מגיבים)}

דרך נוספת להסביר את העיקרון הזה, בידיעה כי שינוי האנתלפיה מתייחס לחמם חליפי התגובות כאשר אלה מתרחשים בלחץ מתמיד, הוא באומרו כי שינוי האנתלפיה נקי של מערכת שאינה תלויה הנתיב אחריו בין המצב ההתחלתי ואת סופי.

החוק הראשון של התרמודינמיקה

חוק זה קשור באופן מהותי כל כך לתרמוכימיה, שלעתים הוא מבולבל, אשר היה זה שהשרץ את האחר; לכן, על מנת לשפוך אור על חוק זה, עלינו להתחיל באומרו כי יש לה גם שורשים בעיקרון שימור האנרגיה.

אז התרמודינמיקה לא רק לוקחת בחשבון את החום כצורה של העברת אנרגיה (כגון תרמוכימיה), אלא היא גם כרוכה בצורות אחרות של אנרגיה, כגון אנרגיה פנימית (U).

אז וריאציה של האנרגיה הפנימית של המערכת (ΔU) ניתנת על ידי ההבדל בין מצבי הראשונית שלה הסופי (כפי שניתן לראות בחוק של הס).

בהתחשב בכך שהאנרגיה הפנימית מורכבת מהאנרגיה הקינטית (תנועת החלקיקים) והאנרגיה הפוטנציאלית (אינטראקציות בין החלקיקים) של אותה מערכת, ניתן להסיק כי קיימים גורמים נוספים התורמים לחקר המדינה ותכונותיה של כל אחת מהן המערכת.

יישומים

Thermochemistry יש מספר יישומים, חלקם ייקרא להלן:

- קביעת שינויים באנרגיה בתגובות מסוימות באמצעות שימוש בקלורימטריה (מדידת שינויים בחום במערכות בודדות מסוימות).

- ניכוי שינויים אנתלפיה במערכת, גם כאשר אלה לא ניתן לדעת על ידי מדידה ישירה.

- ניתוח של העברות חום מיוצר בניסוי כאשר תרכובות אורגנואליות נוצרות עם מתכות המעבר.

- מחקר של טרנספורמציות אנרגיה (בצורה של חום) נתון בתרכובות תיאום של פוליאמינים עם מתכות.

- קביעת אנתלפיה של הקשר מתכת חמצן של β-diketones ו β-diketonates קשור מתכות.

כמו ביישומים קודמים, תרמוכימיה יכולה לשמש כדי לקבוע מספר רב של פרמטרים הקשורים סוגים אחרים של אנרגיה או פונקציות המדינה, אשר הם מה להגדיר את מצב המערכת בזמן נתון.

Thermochemistry משמש גם במחקר של תכונות רבות של תרכובות, כגון ב calorimetry טיטרציה.

הפניות

1. ויקיפדיה. (s.f.). תרמוכימיה מקור: en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). כימיה, מהדורה תשיעית. מקסיקו: מקגרו-היל.
3. LibreTexts. (s.f.). תרמוכימיה - סקירה. מאוחזר מ chem.libretexts.org
4. טיאגי, פ. (2006). תרמוכימיה מאוחזר מ- books.google.co.il
5. Ribeiro, M. (2012). תרמוכימיה ויישומה למערכות כימיות וביוכימיות. מאוחזר מ- books.google.co.il
6. סינג, נ 'ב, דאס, ש', סינג, א 'ק (2009). פיסיקלית כימיה, כרך 2. מקור: books.google.co.ve