เทอร์โมเคมีอะไรการศึกษากฎหมายและการประยุกต์

ความร้อน มีหน้าที่รับผิดชอบในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงความร้อนที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยาระหว่างสองสายพันธุ์หรือมากกว่านั้น มันถือเป็นส่วนสำคัญของอุณหพลศาสตร์ซึ่งศึกษาการเปลี่ยนแปลงของความร้อนและพลังงานประเภทอื่น ๆ เพื่อทำความเข้าใจทิศทางที่กระบวนการพัฒนาและพลังงานแตกต่างกันอย่างไร.

นอกจากนี้ยังเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องเข้าใจว่าความร้อนเกี่ยวข้องกับการถ่ายโอนพลังงานความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างสองร่างเมื่อพวกเขาอยู่ในอุณหภูมิที่แตกต่างกัน; ในขณะที่พลังงานความร้อนเป็นพลังงานที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่แบบสุ่มที่อะตอมและโมเลกุลครอบครอง.

ดังนั้นในเกือบทุกปฏิกิริยาเคมีพลังงานถูกดูดซับหรือถูกปล่อยออกมาด้วยความร้อนจึงเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะวิเคราะห์ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นผ่านทางเคมี.

ดัชนี

• 1 การศึกษาเกี่ยวกับเคมีศาสตร์คืออะไร?
• 2 กฎหมาย
  • 2.1 กฎหมายของเฮสส์
  • 2.2 กฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์
• 3 แอปพลิเคชัน
• 4 อ้างอิง

วิชาเคมีเคมีศึกษาอะไร?

ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้เทอร์โมเคมีศึกษาการเปลี่ยนแปลงของพลังงานในรูปแบบของความร้อนที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยาเคมีหรือเมื่อกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพเกิดขึ้น.

ในแง่นี้มีความจำเป็นต้องชี้แจงแนวคิดบางอย่างภายในหัวข้อเพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้น.

ตัวอย่างเช่นคำว่า "ระบบ" หมายถึงส่วนที่เฉพาะเจาะจงของเอกภพที่กำลังศึกษาอยู่ซึ่งหมายถึง "เอกภพ" การพิจารณาระบบและสภาพแวดล้อมของมัน (ทุกสิ่งภายนอกนี้).

ดังนั้นระบบมักจะประกอบด้วยสปีชีส์ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงทางเคมีหรือทางกายภาพที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยา ระบบเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท: เปิดปิดและแยก.

- ระบบเปิดเป็นระบบที่ช่วยให้ถ่ายโอนสสารและพลังงาน (ความร้อน) กับสภาพแวดล้อม.

- ในระบบปิดมีการแลกเปลี่ยนพลังงาน แต่ไม่สำคัญ.

- ในระบบที่แยกได้จะไม่มีการถ่ายเทสสารหรือพลังงานในรูปของความร้อน ระบบเหล่านี้รู้จักกันในชื่อว่า "อะเดียแบติก".

กฎหมาย

กฎของเทอร์โมเคมีมีการเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับกฎของลาปลาซและลาวิแยร์เช่นเดียวกับกฎของเฮสส์ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์.

หลักการดังกล่าวได้ถูกอธิบายโดย French Antoine Lavoisier (นักเคมีและขุนนางที่สำคัญ) และ Pierre-Simon Laplace (นักคณิตศาสตร์นักฟิสิกส์และนักดาราศาสตร์ชื่อดัง) ว่า "การเปลี่ยนแปลงของพลังงานที่ปรากฎในการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพหรือทางเคมี ตรงกันข้ามกับการเปลี่ยนแปลงในพลังงานของปฏิกิริยาย้อนกลับ ".

กฎหมายของเฮสส์

ในลำดับความคิดเดียวกันกฎหมายที่คิดค้นโดยนักเคมีชาวรัสเซียที่เกิดขึ้นในสวิตเซอร์แลนด์ Germain Hess เป็นรากฐานที่สำคัญสำหรับการอธิบายเกี่ยวกับเทอร์โมเคมี.

หลักการนี้ขึ้นอยู่กับการตีความของกฎหมายการอนุรักษ์พลังงานซึ่งหมายถึงความจริงที่ว่าพลังงานไม่สามารถสร้างหรือทำลายได้เปลี่ยนเพียง.

กฎของเฮสส์สามารถออกกฎหมายในลักษณะนี้: "เอนทาลปีทั้งหมดในปฏิกิริยาเคมีเหมือนกันไม่ว่าจะเกิดปฏิกิริยาในขั้นตอนเดียวหรือตามลำดับขั้นตอนหลายขั้น".

เอนทาลปีทั้งหมดจะได้รับเป็นการลบระหว่างผลรวมของเอนทาลปีของผลิตภัณฑ์ลบกับผลรวมของเอนทาลปีของสารตั้งต้น.

ในกรณีของการเปลี่ยนแปลงในเอนทาลปีมาตรฐานของระบบ (ภายใต้เงื่อนไขมาตรฐานที่ 25 ° C และ 1 atm) มันสามารถกำหนดค่าได้ตามปฏิกิริยาต่อไปนี้:

.DELTA.H_{ปฏิกิริยา} = ΣΔH_{(ผลิตภัณฑ์)} - ΣΔH_{(ตัวทำปฏิกิริยา)}

อีกวิธีในการอธิบายหลักการนี้การรู้ว่าการเปลี่ยนเอนทัลปีหมายถึงการเปลี่ยนแปลงความร้อนในปฏิกิริยาเมื่อได้รับแรงดันคงที่กล่าวว่าการเปลี่ยนแปลงในเอนทาลปีสุทธิของระบบไม่ขึ้นอยู่กับเส้นทาง ระหว่างสถานะเริ่มต้นและจุดสิ้นสุด.

กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์

กฎข้อนี้มีความเชื่อมโยงอย่างมากกับเทอร์โมเคมีซึ่งบางครั้งก็สับสนซึ่งเป็นกฎที่เป็นแรงบันดาลใจให้อีกคนหนึ่ง; ดังนั้นเพื่อที่จะให้ความกระจ่างเกี่ยวกับกฎหมายนี้เราต้องเริ่มต้นด้วยการบอกว่ามันมีรากฐานมาจากหลักการอนุรักษ์พลังงาน.

ดังนั้นอุณหพลศาสตร์ไม่เพียง แต่คำนึงถึงความร้อนเป็นรูปแบบของการถ่ายโอนพลังงาน (เช่นเทอร์โมเคมี) แต่มันยังเกี่ยวข้องกับพลังงานรูปแบบอื่น ๆ เช่นพลังงานภายในU).

ดังนั้นการแปรผันของพลังงานภายในของระบบ (ΔU) จะได้รับจากความแตกต่างระหว่างสถานะเริ่มต้นและขั้นสุดท้าย (ตามที่เห็นในกฎของเฮสส์).

พิจารณาว่าพลังงานภายในประกอบด้วยพลังงานจลน์ (การเคลื่อนที่ของอนุภาค) และพลังงานศักย์ (ปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาค) ของระบบเดียวกันมันสามารถอนุมานได้ว่ามีปัจจัยอื่น ๆ ที่มีส่วนช่วยในการศึกษาสถานะและคุณสมบัติของแต่ละ ระบบ.

การใช้งาน

เทอร์โมเคมีมีการใช้งานหลายอย่างบางส่วนของสิ่งเหล่านี้จะกล่าวถึงด้านล่าง:

- การกำหนดการเปลี่ยนแปลงพลังงานในปฏิกิริยาบางอย่างผ่านการใช้พลังงานความร้อน (การวัดการเปลี่ยนแปลงความร้อนในระบบบางแห่ง).

- การลดการเปลี่ยนแปลงของเอนทัลปีในระบบแม้ว่าจะไม่สามารถทราบได้โดยตรงจากการวัดโดยตรง.

- การวิเคราะห์การถ่ายเทความร้อนที่เกิดขึ้นจากการทดลองเมื่อสารประกอบออร์กาโนเมทัลลิกเกิดขึ้นกับโลหะทรานซิชัน.

- การศึกษาการเปลี่ยนแปลงพลังงาน (ในรูปของความร้อน) ที่ให้ในสารประกอบประสานของโพลีเอมีนกับโลหะ.

- การกำหนดเอนทาลปีของพันธะโลหะ - ออกซิเจนของβ-diketones และβ-diketonates ที่จับกับโลหะ.

เช่นเดียวกับในการใช้งานก่อนหน้านี้เทอร์โมเคมีสามารถใช้เพื่อกำหนดพารามิเตอร์จำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับพลังงานประเภทอื่นหรือฟังก์ชั่นของรัฐซึ่งเป็นสิ่งที่กำหนดสถานะของระบบในเวลาที่กำหนด.

เทอร์โมเคมียังใช้ในการศึกษาคุณสมบัติต่าง ๆ ของสารประกอบเช่นในการไตเตรทแคลอริเมทรี.

การอ้างอิง

1. วิกิพีเดีย ( N.d. ) อุณหเคมี สืบค้นจาก en.wikipedia.org
2. ช้างอาร์ (2550) เคมีรุ่นที่เก้า เม็กซิโก: McGraw-Hill.
3. LibreTexts ( N.d. ) เทอร์โมเคมี - รีวิว สืบค้นจาก chem.libretexts.org
4. Tyagi, P. (2006) อุณหเคมี ดึงมาจาก books.google.co.th
5. Ribeiro, M. A. (2012) เทอร์โมเคมีและการประยุกต์กับระบบเคมีและชีวเคมี ดึงมาจาก books.google.co.th
6. ซิงห์, N. B. , Das, S. , และ Singh, A. K. (2009) เคมีเชิงฟิสิกส์เล่ม 2 สืบค้นจาก books.google.co.th