THERMOCHEMISTRY: KUNG ANO ANG PAG-AARAL, BATAS AT APLIKASYON - CHEMISTRY - 2025

Ang thermochemical humahawak sa pag-aaral ng mga pagbabago sa init na isinagawa sa mga reaksyon sa pagitan ng dalawa o higit pang mga species. Ito ay itinuturing na isang mahalagang bahagi ng thermodynamics, na pinag-aaralan ang pagbabago ng init at iba pang mga uri ng enerhiya upang maunawaan ang direksyon kung saan ang mga proseso ay nag-iiba at kung paano nag-iiba ang kanilang enerhiya.

Gayundin, mahalagang maunawaan na ang init ay nagsasangkot ng paglilipat ng thermal energy na nangyayari sa pagitan ng dalawang katawan, kapag sila ay nasa magkakaibang temperatura; habang ang thermal energy ay ang isa na nauugnay sa random na paggalaw na nagtataglay ng mga atoms at molekula.

Si Germain Hess, tagalikha ng Batas ng Hess, pangunahing sa thermochemistry

Samakatuwid, dahil sa halos lahat ng mga reaksyon ng kemikal na enerhiya ay nasisipsip o inilabas sa pamamagitan ng init, ang pagsusuri ng mga phenomena na nagaganap sa pamamagitan ng thermochemistry ay mahusay na kaugnayan.

Ano ang pag-aaral ng thermochemistry?

Tulad ng naunang nabanggit, pinag-aaralan ng thermochemistry ang pagbabago ng enerhiya sa anyo ng init na nagaganap sa mga reaksyon ng kemikal o kapag ang mga proseso na nagsasangkot ng mga pisikal na pagbabagong-anyo ay naganap.

Sa kahulugan na ito, kinakailangan upang linawin ang ilang mga konsepto sa loob ng paksa para sa isang mas mahusay na pag-unawa dito.

Halimbawa, ang salitang "system" ay tumutukoy sa tukoy na segment ng uniberso na pinag-aaralan, "uniberso" ay nauunawaan bilang pagsasaalang-alang ng system at mga paligid nito (lahat ng panlabas dito).

Kaya, ang isang sistema sa pangkalahatan ay binubuo ng mga species na kasangkot sa mga kemikal o pisikal na mga pagbabagong nagaganap sa mga reaksyon. Ang mga sistemang ito ay maaaring maiuri sa tatlong uri: bukas, sarado at ihiwalay.

- Ang isang bukas na sistema ay isa na nagpapahintulot sa paglipat ng bagay at enerhiya (init) sa paligid nito.

- Sa isang saradong sistema mayroong pagpapalitan ng enerhiya ngunit hindi mahalaga.

- Sa isang nakahiwalay na sistema, walang paglilipat ng bagay o enerhiya sa anyo ng init. Ang mga sistemang ito ay kilala rin bilang "adiabatic".

Batas

Ang mga batas ng thermochemistry ay malapit na nauugnay sa batas ng Laplace at Lavoisier, pati na rin ang batas ni Hess, na kung saan ay ang mga hudyat ng unang batas ng thermodynamics.

Ang prinsipyo na ipinasa ng Pranses na Antoine Lavoisier (mahalagang kemista at maharlika) at Pierre-Simon Laplace (bantog na matematiko, pisiko at astronomo) ay suriin na "ang pagbabago ng enerhiya na nagpapakita ng sarili sa anumang pisikal o pagbabagong-anyo ng kemikal ay may pantay na kadakilaan at kahulugan salungat sa pagbabago sa enerhiya ng kabaligtaran na reaksyon ”.

Batas ng Hess

Sa parehong ugat, ang batas na nabuo ng chemist ng Russia na orihinal na mula sa Switzerland, Germain Hess, ay isang pundasyon para sa paliwanag ng thermochemistry.

Ang prinsipyong ito ay batay sa kanyang pagpapakahulugan sa batas ng pag-iingat ng enerhiya, na tumutukoy sa katotohanan na ang enerhiya ay hindi maaaring malikha o masira, mababago lamang.

Ang batas ni Hess ay maaaring ipatupad sa ganitong paraan: "ang kabuuang enthalpy sa isang reaksyon ng kemikal ay pareho, kung ang reaksyon ay isinasagawa sa isang hakbang o sa isang pagkakasunod-sunod ng maraming mga hakbang."

Ang kabuuang enthalpy ay ibinibigay bilang pagbabawas sa pagitan ng kabuuan ng enthalpy ng mga produkto na binabawasan ang kabuuan ng enthalpy ng mga reaksyon.

Sa kaso ng pagbabago sa karaniwang enthalpy ng isang sistema (sa ilalim ng karaniwang mga kondisyon ng 25 ° C at 1 atm), maaari itong mai-schematized ayon sa sumusunod na reaksyon:

ReactionH _reaksyon = ΣΔH _{(mga produkto)} - ΣΔH _(mga reaksyon ₎

Ang isa pang paraan upang maipaliwanag ang alituntuning ito, ang pag-alam na ang pagbabago sa enthalpy ay tumutukoy sa pagbabago ng init sa mga reaksyon kapag nangyari ito sa palaging presyon, ay sa pamamagitan ng pagsasabi na ang pagbabago sa net enthalpy ng isang sistema ay hindi nakasalalay sa landas na sinusundan. sa pagitan ng paunang at huling estado.

Unang Batas ng Thermodynamics

Ang batas na ito ay labis na naiugnay sa thermochemistry na kung minsan ay nalilito kung alin ang naging inspirasyon sa iba pa; Kaya, upang magaan ang batas na ito, dapat magsimula ang isa sa pamamagitan ng pagsasabi na ito ay nakaugat din sa prinsipyo ng pag-iingat ng enerhiya.

Kaya ang thermodynamics ay hindi lamang isinasaalang-alang ang init bilang isang form ng paglipat ng enerhiya (tulad ng thermochemistry), ngunit nagsasangkot din ng iba pang mga anyo ng enerhiya, tulad ng panloob na enerhiya (U).

Kaya ang pagkakaiba-iba sa panloob na enerhiya ng isang sistema (ΔU) ay ibinibigay ng pagkakaiba sa pagitan ng mga nauna at pangwakas na mga estado (tulad ng nakikita sa batas ni Hess).

Isinasaalang-alang na ang panloob na enerhiya ay binubuo ng kinetic enerhiya (paggalaw ng mga partikulo) at ang potensyal na enerhiya (pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga partikulo) ng parehong sistema, maaari itong maibawas na mayroong iba pang mga kadahilanan na nag-aambag sa pag-aaral ng estado at mga katangian ng bawat isa sistema.

Aplikasyon

Ang Thermochemistry ay may maraming mga aplikasyon, ang ilan sa mga ito ay mababanggit sa ibaba:

- Ang pagpapasiya ng mga pagbabago sa enerhiya sa ilang mga reaksyon sa pamamagitan ng paggamit ng calorimetry (pagsukat ng mga pagbabago sa init sa ilang mga ilang mga sistema).

- Ang pagbabawas ng mga pagbabago sa enthalpy sa isang system, kahit na ang mga ito ay hindi malalaman sa pamamagitan ng direktang pagsukat.

- Pagtatasa ng mga paglilipat ng init na nag-eeksperensya kapag ang mga organometallic compound ay nabuo na may mga metal na paglipat.

- Pag-aaral ng mga pagbabagong-anyo ng enerhiya (sa anyo ng init) na ibinigay sa mga koordinasyon ng mga compound ng polyamines na may mga metal.

- Ang pagpapasiya ng mga enthalpies ng bond na metal-oxygen ng β-diketones at β-diketonates na nakagapos sa mga metal.

Tulad ng sa mga nakaraang aplikasyon, maaaring magamit ang thermochemistry upang matukoy ang isang malaking bilang ng mga parameter na nauugnay sa iba pang mga uri ng enerhiya o mga pag-andar ng estado, na kung saan ay ang mga tumutukoy sa estado ng isang sistema sa isang oras.

Ginagamit din ang Thermochemistry sa pag-aaral ng maraming mga katangian ng mga compound, tulad ng sa titration calorimetry.

Mga Sanggunian

1. Wikipedia. (sf). Thermochemistry. Nabawi mula sa en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Chemistry, Pang-siyam na edisyon. Mexico: McGraw-Hill.
3. LibreTexts. (sf). Thermochemistry - Isang Pagsusuri. Nakuha mula sa chem.libretexts.org
4. Tyagi, P. (2006). Thermochemistry. Nabawi mula sa books.google.co.ve
5. Ribeiro, MA (2012). Thermochemistry at ang mga Aplikasyon nito sa Chemical at Biochemical Systems. Nakuha mula sa books.google.co.ve
6. Singh, NB, Das, SS, at Singh, AK (2009). Physical Chemistry, Dami 2. Nabawi mula sa books.google.co.ve