Termokimyasal saplar, iki veya daha fazla türün arasındaki reaksiyonlar gerçekleştirildi ısı modifikasyonların çalışma. Süreçlerin hangi yönde geliştiğini ve enerjilerinin nasıl değiştiğini anlamak için ısı ve diğer enerji türlerinin dönüşümünü inceleyen termodinamiğin önemli bir parçası olarak kabul edilir.
Benzer şekilde, ısının, farklı sıcaklıklarda olduklarında iki cisim arasında oluşan termal enerjinin transferini içerdiğini anlamak önemlidir; termal enerji ise atomların ve moleküllerin sahip olduğu rastgele hareketle ilişkili enerjidir.
Germain Hess, Hess Yasasının yaratıcısı, termokimyanın temeli
Bu nedenle, hemen hemen tüm kimyasal reaksiyonlarda olduğu gibi, enerji ısı yoluyla emilir veya serbest bırakılır, termokimya yoluyla meydana gelen olayların analizi büyük önem taşır.
Termokimya neyi inceler?
Daha önce belirtildiği gibi, termokimya, kimyasal reaksiyonlarda veya fiziksel dönüşümleri içeren süreçler meydana geldiğinde meydana gelen ısı formundaki enerji değişikliklerini inceler.
Bu anlamda konunun daha iyi anlaşılabilmesi için konu içindeki belli kavramların açıklığa kavuşturulması gerekmektedir.
Örneğin, "sistem" terimi, üzerinde çalışılan evrenin belirli bir bölümünü ifade eder ve "evren", sistemin ve çevresinin (onun dışındaki her şey) dikkate alınması olarak anlaşılır.
Dolayısıyla, bir sistem genellikle reaksiyonlarda meydana gelen kimyasal veya fiziksel dönüşümlerde yer alan türlerden oluşur. Bu sistemler üç tipte sınıflandırılabilir: açık, kapalı ve izole.
- Açık sistem, çevresi ile madde ve enerjinin (ısı) transferini sağlayan sistemdir.
- Kapalı bir sistemde enerji alışverişi vardır ama madde değişmez.
- İzole bir sistemde ısı şeklinde madde veya enerji transferi yoktur. Bu sistemler aynı zamanda "adyabatik" olarak da bilinir.
Kanunlar
Termokimya yasaları, Laplace ve Lavoisier yasasının yanı sıra termodinamiğin birinci yasasının öncüleri olan Hess yasasıyla yakından bağlantılıdır.
Fransız Antoine Lavoisier (önemli kimyager ve asil) ve Pierre-Simon Laplace (ünlü matematikçi, fizikçi ve astronom) tarafından öne sürülen ilke, "herhangi bir fiziksel veya kimyasal dönüşümde kendini gösteren enerjideki değişimin eşit büyüklük ve anlama sahip olduğunu ters tepkimenin enerjisindeki değişikliğin aksine ”.
Hess Yasası
Aynı şekilde, aslen İsviçreli Rus kimyager Germain Hess tarafından formüle edilen yasa, termokimyanın açıklamasında bir mihenk taşıdır.
Bu ilke, enerjinin yaratılamayacağı veya yok edilemeyeceği, yalnızca dönüştürüleceği gerçeğine atıfta bulunan enerjinin korunumu yasasına ilişkin yorumuna dayanmaktadır.
Hess yasası şu şekilde kanunlaştırılabilir: "Bir kimyasal reaksiyondaki toplam entalpi, reaksiyon ister tek adımda ister birkaç adımda gerçekleştirilsin, aynıdır."
Toplam entalpi, ürünlerin entalpi toplamı eksi reaktanların entalpi toplamı arasındaki çıkarma olarak verilir.
Bir sistemin standart entalpisinde değişiklik olması durumunda (25 ° C ve 1 atm standart koşullar altında), aşağıdaki reaksiyona göre şematize edilebilir:
ΔH reaksiyon = ΣΔH (ürünler) - ΣΔH (reaktanlar)
Bu prensibi açıklamanın bir başka yolu, entalpi değişiminin, sabit basınçta meydana geldiklerinde reaksiyonlardaki ısı değişimini ifade ettiğini bilerek, bir sistemin net entalpisindeki değişimin izlenen yola bağlı olmadığını söylemektir. ilk ve son durum arasında.
Termodinamiğin Birinci Yasası
Bu yasa, termokimya ile o kadar içsel olarak bağlantılıdır ki, bazen hangisinin diğerine esin kaynağı olduğu kafası karışır; Öyleyse, bu yasaya ışık tutmak için, bunun aynı zamanda enerjinin korunumu ilkesine dayandığını söylemekle başlamak gerekir.
Dolayısıyla termodinamik, ısıyı bir enerji transferi şekli olarak (termokimya gibi) hesaba katmakla kalmaz, aynı zamanda iç enerji (U) gibi diğer enerji türlerini de içerir.
Dolayısıyla, bir sistemin (ΔU) iç enerjisindeki değişim, onun başlangıç ve son halleri arasındaki fark tarafından verilir (Hess yasasında görüldüğü gibi).
İç enerjinin, aynı sistemin kinetik enerjisinden (parçacıkların hareketi) ve potansiyel enerjiden (parçacıklar arasındaki etkileşimler) oluştuğu göz önüne alındığında, her birinin durum ve özelliklerinin çalışılmasına katkıda bulunan başka faktörlerin olduğu çıkarılabilir. sistemi.
Uygulamalar
Termokimyanın birden fazla uygulaması vardır, bunlardan bazıları aşağıda belirtilecektir:
- Kalorimetre (belirli izole sistemlerde ısı değişimlerinin ölçülmesi) kullanılarak belirli reaksiyonlardaki enerji değişimlerinin belirlenmesi.
- Doğrudan ölçümle bilinemese bile, bir sistemdeki entalpi değişikliklerinin çıkarılması.
- Organometalik bileşikler geçiş metalleri ile oluşturulduğunda deneysel olarak üretilen ısı transferlerinin analizi.
- Poliaminlerin metallerle koordinasyon bileşiklerinde verilen enerji dönüşümlerinin (ısı şeklinde) incelenmesi.
- Metallere bağlı β-diketonların ve β-diketonatların metal-oksijen bağının entalpilerinin belirlenmesi.
Önceki uygulamalarda olduğu gibi, termokimya, belirli bir zamanda bir sistemin durumunu tanımlayanlar olan diğer enerji türleri veya durum fonksiyonları ile ilişkili çok sayıda parametreyi belirlemek için kullanılabilir.
Termokimya, titrasyon kalorimetrisinde olduğu gibi bileşiklerin sayısız özelliğinin incelenmesinde de kullanılır.
Referanslar
- Vikipedi. (Sf). Termokimya. En.wikipedia.org'dan kurtarıldı
- Chang, R. (2007). Kimya, Dokuzuncu baskı. Meksika: McGraw-Hill.
- LibreTexts. (Sf). Termokimya - Bir Gözden Geçirme. Chem.libretexts.org'dan alındı
- Tyagi, P. (2006). Termokimya. Books.google.co.ve 'den kurtarıldı
- Ribeiro, MA (2012). Termokimya ve Kimyasal ve Biyokimyasal Sistemlere Uygulamaları. Books.google.co.ve’den alındı
- Singh, NB, Das, SS ve Singh, AK (2009). Physical Chemistry, Cilt 2. books.google.co.ve'den kurtarıldı