Den termokjemiske håndterer studiet av varmemodifikasjoner utført i reaksjoner mellom to eller flere arter. Det anses som en essensiell del av termodynamikken, som studerer transformasjonen av varme og andre typer energi for å forstå retningen prosesser utvikler seg og hvordan energien deres varierer.
På samme måte er det viktig å forstå at varme innebærer overføring av termisk energi som oppstår mellom to legemer, når de har forskjellige temperaturer; mens den termiske energien er den som er assosiert med den tilfeldige bevegelsen som atomer og molekyler besitter.
Germain Hess, skaperen av Hess's Law, grunnleggende for termokjemien
Derfor, som i nesten alle kjemiske reaksjoner energi blir absorbert eller frigjort ved hjelp av varme, er analysen av fenomenene som oppstår gjennom termokjemi av stor relevans.
Hva studerer termokjemi?
Som tidligere nevnt, studerer termokjemi energiforandringer i form av varme som oppstår i kjemiske reaksjoner eller når prosesser som involverer fysiske transformasjoner skjer.
I denne forstand er det nødvendig å avklare visse begreper innen faget for en bedre forståelse av det.
For eksempel refererer begrepet "system" til det spesifikke segmentet av universet som studeres, og "univers" blir forstått som å betrakte systemet og dets omgivelser (alt utenfor det).
Så et system består vanligvis av artene som er involvert i den kjemiske eller fysiske transformasjonen som oppstår i reaksjonene. Disse systemene kan klassifiseres i tre typer: åpne, lukkede og isolerte.
- Et åpent system er et som tillater overføring av materie og energi (varme) med omgivelsene.
- I et lukket system er det utveksling av energi, men ikke om materie.
- I et isolert system er det ingen overføring av materie eller energi i form av varme. Disse systemene er også kjent som "adiabatic".
lover
Lovene om termokjemi er nært knyttet til Laplace og Lavoisiers lov, samt Hess lov, som er forløperne for den første loven om termodynamikk.
Prinsippet som franske Antoine Lavoisier (viktig kjemiker og adelsmann) og Pierre-Simon Laplace (kjent matematiker, fysiker og astronom) fremmet, vurderer at "energiforandringen som manifesterer seg i enhver fysisk eller kjemisk transformasjon har like stor størrelse og betydning i motsetning til endringen i energien til den omvendte reaksjonen ”.
Hess's Law
På samme måte er loven formulert av den russiske kjemikeren opprinnelig fra Sveits, Germain Hess, en hjørnestein for forklaringen av termokjemi.
Dette prinsippet er basert på hans tolkning av loven om bevaring av energi, som refererer til det faktum at energi ikke kan skapes eller ødelegges, bare transformeres.
Hess lov kan vedtas på denne måten: "den totale entalpien i en kjemisk reaksjon er den samme, enten reaksjonen utføres i ett trinn eller i en sekvens på flere trinn."
Den totale entalpien er gitt som subtraksjon mellom summen av entalpien til produktene minus summen av entalpien til reaktantene.
I tilfelle av endring i standard entalpi av et system (under standardbetingelser på 25 ° C og 1 atm), kan det skjematiseres i henhold til følgende reaksjon:
ΔH- reaksjon = ΣΔH (produkter) - ΣΔH (reaktanter)
En annen måte å forklare dette prinsippet, å vite at endringen i entalpi refererer til endringen i varme i reaksjoner når de oppstår ved konstant trykk, er ved å si at endringen i nett entalpien til et system ikke er avhengig av banen som følges. mellom start- og sluttilstand.
Første lov om termodynamikk
Denne loven er så iboende knyttet til termokjemi at det noen ganger er forvirret som var den som inspirerte den andre; Så for å belyse denne loven, må man begynne med å si at den også er forankret i prinsippet om bevaring av energi.
Så termodynamikk tar ikke bare hensyn til varme som en form for energioverføring (som termokjemi), men involverer også andre former for energi, for eksempel indre energi (U).
Så variasjonen i den indre energien i et system (ΔU) er gitt av forskjellen mellom dens innledende og endelige tilstander (som sett i Hess lov).
Når man tar i betraktning at den indre energien består av den kinetiske energien (bevegelsen av partiklene) og den potensielle energien (interaksjoner mellom partiklene) i det samme systemet, kan det utledes at det er andre faktorer som bidrar til studiet av tilstanden og egenskapene til hver enkelt system.
applikasjoner
Termokjemi har flere applikasjoner, noen av disse vil bli nevnt nedenfor:
- Bestemmelse av energiforandringer i visse reaksjoner ved bruk av kalorimetri (måling av varmeendringer i visse isolerte systemer).
- Fradrag i enthalpiendringer i et system, selv når disse ikke kan kjennes ved direkte måling.
- Analyse av varmeoverføringene produsert eksperimentelt når organometalliske forbindelser dannes med overgangsmetaller.
- Studie av energitransformasjoner (i form av varme) gitt i koordinasjonsforbindelser av polyaminer med metaller.
- Bestemmelse av entalpiene til metall-oksygenbinding av β-diketoner og β-diketonater bundet til metaller.
Som i tidligere applikasjoner, kan termokjemi brukes til å bestemme et stort antall parametere assosiert med andre typer energi- eller tilstandsfunksjoner, som er de som definerer tilstanden til et system på et gitt tidspunkt.
Termokjemi brukes også i studiet av en rekke egenskaper av forbindelser, som i titreringskalorimetri.
referanser
- Wikipedia. (SF). Termo. Gjenopprettet fra en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Kjemi, niende utgave. Mexico: McGraw-Hill.
- LibreTexts. (SF). Termokjemi - En gjennomgang. Hentet fra chem.libretexts.org
- Tyagi, P. (2006). Termo. Gjenopprettet fra books.google.co.ve
- Ribeiro, MA (2012). Termokjemi og dens anvendelser til kjemiske og biokjemiske systemer. Mottatt fra books.google.co.ve
- Singh, NB, Das, SS, og Singh, AK (2009). Fysisk kjemi, bind 2. Gjenopprettet fra books.google.co.ve