Cele termochimice Mânerele studiul modificărilor termice efectuate în reacții între două sau mai multe specii. Este considerată o parte esențială a termodinamicii, care studiază transformarea căldurii și a altor tipuri de energie pentru a înțelege direcția în care se dezvoltă procesele și modul în care variază energia lor.
De asemenea, este esențial să înțelegem că căldura implică transferul de energie termică care are loc între două corpuri, atunci când acestea sunt la temperaturi diferite; în timp ce energia termică este cea care este asociată mișcării aleatorii pe care o posedă atomii și moleculele.
Germain Hess, creatorul Legii lui Hess, fundamental pentru termochimie
Prin urmare, întrucât în aproape toate reacțiile chimice, energia este absorbită sau eliberată prin intermediul căldurii, analiza fenomenelor care apar prin termochimie are o relevanță deosebită.
Ce studiază termochimia?
După cum s-a menționat anterior, termochimia studiază schimbările de energie sub formă de căldură care apar în reacții chimice sau când au loc procese care implică transformări fizice.
În acest sens, este necesar să clarificăm anumite concepte în cadrul subiectului pentru o mai bună înțelegere a acestuia.
De exemplu, termenul „sistem” se referă la segmentul specific al universului care este studiat, „univers” fiind înțeles ca considerarea sistemului și a împrejurimilor sale (tot ceea ce este extern).
Deci, un sistem constă în general din speciile implicate în transformările chimice sau fizice care apar în reacții. Aceste sisteme pot fi clasificate în trei tipuri: deschise, închise și izolate.
- Un sistem deschis este unul care permite transferul de materie și energie (căldură) cu împrejurimile sale.
- Într-un sistem închis există schimbul de energie, dar nu de materie.
- Într-un sistem izolat, nu există transfer de materie sau energie sub formă de căldură. Aceste sisteme sunt cunoscute și sub denumirea de „adiabatic”.
legii
Legile termochimiei sunt strâns legate de legea lui Laplace și Lavoisier, precum și legea lui Hess, care sunt precursorii primei legi a termodinamicii.
Principiul propus de francezul Antoine Lavoisier (chimist și nobil important) și Pierre-Simon Laplace (celebru matematician, fizician și astronom) revizuiesc că „modificarea energiei care se manifestă în orice transformare fizică sau chimică are o magnitudine și o semnificație egală. contrar modificării energiei reacției inverse ”.
Legea lui Hess
În aceeași ordine de idei, legea formulată de chimistul rus originar din Elveția, Germain Hess, este o piatră de temelie pentru explicația termochimiei.
Acest principiu se bazează pe interpretarea sa asupra legii conservării energiei, care se referă la faptul că energia nu poate fi creată sau distrusă, ci doar transformată.
Legea lui Hess poate fi adoptată astfel: „entalpia totală într-o reacție chimică este aceeași, indiferent dacă reacția este realizată într-o etapă sau într-o secvență de mai mulți pași”.
Entalpia totală este dată ca scădere între suma entalpiei produselor minus suma entalpiei reactanților.
În cazul modificării entalpiei standard a unui sistem (în condiții standard de 25 ° C și 1 atm), acesta poate fi schematizat în funcție de următoarea reacție:
ΔH reacție = ΣΔH (produse) - ΣΔH (reactanți)
Un alt mod de a explica acest principiu, știind că modificarea entalpiei se referă la schimbarea căldurii în reacții atunci când acestea apar la presiune constantă, este spunând că schimbarea entalpiei nete a unui sistem nu depinde de calea urmată. între starea inițială și cea finală.
Prima lege a termodinamicii
Această lege este atât de intrinsec legată de termochimie, încât uneori este confuză care a fost cea care l-a inspirat pe celălalt; Așadar, pentru a arunca lumină asupra acestei legi, trebuie să începem spunând că este înrădăcinată și în principiul conservării energiei.
Așadar, termodinamica nu ține cont numai de căldură ca o formă de transfer de energie (cum ar fi termochimia), ci implică și alte forme de energie, cum ar fi energia internă (U).
Deci variația energiei interne a unui sistem (ΔU) este dată de diferența dintre stările inițiale și cele finale (așa cum se vede în legea lui Hess).
Luând în considerare că energia internă este formată din energia cinetică (mișcarea particulelor) și energia potențială (interacțiunile dintre particule) ale aceluiași sistem, se poate deduce că există alți factori care contribuie la studiul stării și proprietăților fiecăruia sistem.
Aplicații
Termochimia are mai multe aplicații, unele dintre acestea vor fi menționate mai jos:
- Determinarea schimbărilor de energie în anumite reacții prin utilizarea calorimetriei (măsurarea schimbărilor de căldură în anumite sisteme izolate).
- Deducerea modificărilor de entalpie într-un sistem, chiar și atunci când acestea nu pot fi cunoscute prin măsurare directă.
- Analiza transferurilor de căldură produse experimental când se formează compuși organometalici cu metale de tranziție.
- Studiul transformărilor de energie (sub formă de căldură) date în compuși de coordonare a poliaminelor cu metale.
- Determinarea entalpiilor legăturii metal-oxigen a β-diketonelor și β-diketonatelor legate de metale.
Ca și în aplicațiile anterioare, termochimia poate fi utilizată pentru a determina un număr mare de parametri asociați cu alte tipuri de funcții de energie sau de stare, care sunt cele care definesc starea unui sistem la un moment dat.
Termochimia este utilizată și în studiul numeroaselor proprietăți ale compușilor, ca și în calorimetria de titrare.
Referințe
- Wikipedia. (Sf). Termochimie. Recuperat de pe en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Chimie, ediția a noua. Mexic: McGraw-Hill.
- LibreTexts. (Sf). Termochimie - o recenzie. Preluat de la chem.libretexts.org
- Tyagi, P. (2006). Termochimie. Recuperat din books.google.co.ve
- Ribeiro, MA (2012). Termochimia și aplicațiile sale la sistemele chimice și biochimice. Obținut din books.google.co.ve
- Singh, NB, Das, SS și Singh, AK (2009). Chimie fizică, volumul 2. Recuperat din books.google.co.ve