Eğitimin sıcaklığı ne?

Isıyı neyin oluşturduğu hakkında konuşalımeğitim ve ayrıca standart olarak adlandırılan koşulları tanımlar. Bu sorunu anlamak için basit ve karmaşık maddeler arasındaki farkları açıklığa kavuşturacağız. "Oluşum ısısı" kavramını pekiştirmek için, belirli kimyasal denklemleri dikkate alacağız.

Maddelerin oluşumunun standart entalpisi

Karbon ve gaz arasındaki reaksiyondaHidrojen 76 kJ enerji üretir. Bu durumda, bu rakam bir kimyasal reaksiyonun termal etkisidir. Fakat bu aynı zamanda, basit maddelerden metan molekülünün oluşum ısısıdır. "Neden?" - sen sor. Bu, ilk bileşenlerin karbon ve hidrojen olduğu gerçeği ile açıklanmaktadır. 76 kJ / mol, kimyagerlerin "oluşum ısısı" dedikleri enerji olacaktır.

Veri tabloları

Termokimyada, basit kimyasallardan çeşitli kimyasalların oluşum ısısının belirtildiği çok sayıda tablo vardır. Örneğin, formül CO olan bir maddenin oluşum ısısı₂Gaz halinde, 393.5 kJ / mol bir indekse sahiptir.

Pratik anlamı

Neden bu değerlere ihtiyacımız var? Oluşum ısısı, herhangi bir kimyasal işlemin termal etkisini hesaplarken kullanılan bir miktardır. Bu tür hesaplamaları yapmak için termokimya yasasının uygulanması gerekli olacaktır.

termokimya

Bu açıklayan temel yasadırKimyasal reaksiyon sürecinde gözlenen enerji süreçleri. Etkileşimde, reaksiyon sistemindeki niteliksel dönüşümler gözlemlenir. Bazı maddeler kaybolur, bunun yerine yeni bileşenler ortaya çıkar. Böyle bir sürece, iç enerji sisteminde, iş ya da ısı şeklinde tezahür eden bir değişiklik eşlik eder. Genleşme ile ilişkili olan, kimyasal dönüşümler için yapılan işin asgari bir değeri vardır. Bir bileşen başka bir maddeye dönüştürüldüğünde açığa çıkan ısı büyük miktarda olabilir.

Çeşitli dönüşümleri düşünürsek,Neredeyse herkes için belli bir miktardaki ısının emilmesi veya serbest bırakılması gözlenir. Gerçekleşen olayları açıklamak için özel bir bölüm oluşturuldu-termokimya.

Hessen Kanunu

Termodinamiğin birinci yasası sayesinde,Termal reaksiyonun kimyasal reaksiyon koşullarına bağlı olarak hesaplanması mümkündür. Hesaplamalar, termokimya temel yasasına, yani Hess yasasına dayanmaktadır. Formülasyonunu verelim: kimyasal dönüşümün termal etkisi doğayla, maddenin ilk ve son durumuyla bağlantılıdır, etkileşim yoluna bağlı değildir.

Bu formülasyondan ne izler? Belirli bir ürünün elde edilmesi durumunda, sadece bir etkileşim varyantının kullanılması gerekli değildir, reaksiyonu çeşitli yollarla gerçekleştirmek mümkündür. Her halükarda, istenilen maddeyi nasıl alırsanız alın, sürecin ısıl etkisi değişmeyecektir. Bunu belirlemek için, tüm ara dönüşümlerin termal etkilerini özetlememiz gerekir. Hess yasası sayesinde, bir kalorimetrede yapılamayan ısıl etkilerin sayısal hesaplamaları yapmak mümkün hale gelmiştir. Örneğin, bir karbon monoksit maddesinin oluşma ısısı Hess yasasına göre kantitatif olarak hesaplanır, ancak sıradan deneylerle bunu belirleyemezsiniz. Bu nedenle, standart koşullar altında belirlenen çeşitli maddeler için sayısal değerlerin yer aldığı özel termokimyasal tablolar çok önemlidir.

Hesaplamalarda önemli noktalar

Eğitim sıcağı olduğu göz önüne alındığındaReaksiyonun termal etkisi, söz konusu maddenin agrega durumu özellikle önemlidir. Örneğin, ölçümler yapılırken grafit, standart değil, karbon halidir. Ayrıca, basıncı ve sıcaklığı, yani reaksiyona giren bileşenlerin orijinal olarak mevcut olduğu koşulları da dikkate alın. Bu fiziksel büyüklükler, enerji üzerinde etkileşimi önemli ölçüde etkileyebilir, enerji miktarını artırabilir veya azaltabilir. Temel hesaplamaları yapmak için, termokimyada belirli basınç ve sıcaklık indekslerini kullanmak gelenekseldir.

Standart Koşullar

Bir maddenin oluşum ısısı olduğundanStandart koşullar altında enerji etkisinin büyüklüğünün belirlenmesi, bunları ayrı olarak ayırırız. Hesaplamalar için sıcaklık 298 K (25 santigrat derece) seçildi, basınç 1 atmosfer. Ayrıca dikkat edilmesi gereken önemli bir nokta, basit maddeler için oluşum ısısının sıfır olmasıdır. Bu mantıksaldır, çünkü basit maddeler kendilerini oluşturmazlar, yani oluşmaları için enerji harcaması yoktur.

Termokimya unsurları

Modern kimyanın bu bölümü özel birdeğer, burada önemli hesaplamalar yapıldığı için burada, ısı enerjisi mühendisliğinde kullanılan somut sonuçlar elde edilir. Termokimyada istenen sonuçları elde etmek için çalışmanın önemli olduğu birçok kavram ve terim vardır. Entalpi (ΔH), kimyasal etkileşimin kapalı bir sistemde meydana geldiğini, diğer reaktiflerden gelen reaksiyon üzerinde hiçbir etkisinin olmadığını, basıncın sabit olduğunu gösterir. Bu ayrıntılandırma, hesaplamaların doğruluğu hakkında konuşmamızı sağlar.

Ne tür reaksiyonlara bağlı olarakSonuç olarak, ortaya çıkan ısı etkisinin büyüklüğünün ve işaretinin önemli ölçüde değişebileceğini düşünün. Dolayısıyla, bir kompleks maddenin birkaç basit parçaya ayrışmasını içeren tüm dönüşümler için ısı absorpsiyonu varsayılır. Birden fazla başlangıç ​​malzemesini bir, daha karmaşık ürüne birleştirmenin reaksiyonlarına, önemli miktarda enerjinin salınması eşlik eder.

Sonuç

Herhangi bir termokimyasal problemi çözerkenAynı eylem algoritmasını uygular. İlk olarak, tabloya göre, oluşma ısısının değeri, tepkime ürünlerinin yanı sıra, agrega halini unutmadan her bir başlangıç ​​bileşeni için belirlenir. Daha sonra, Hessen hukukuna uygun olarak, istenilen miktarı belirlemek için denklemi oluşturur.

Muhasebeye özel dikkat gösterilmelidirBelirli bir denklemde başlangıç ​​veya nihai maddelerden önce mevcut olan stereokimyasal katsayılar. Reaksiyonda basit maddeler varsa, standart oluşum ısısı sıfırdır, yani bu bileşenler hesaplamalarda elde edilen sonucu etkilemez. Belirli bir reaksiyonda elde edilen bilgileri kullanmaya çalışacağız. Örnek olarak demir oksitten oluşma sürecini ele alırsak (Fe)³⁺) grafit ile etkileşime girerek saf metalden, daha sonra el kitabında standart oluşum ısısının değerlerini bulabilirsiniz. Demir oksit için (Fe³⁺) grafit için -822.1 kJ / mol olacak(basit madde) sıfırdır. Reaksiyonun bir sonucu olarak, bu değer 110.5 kJ / mol olduğu ve serbest demir için oluşum ısısının sıfıra eşit olduğu karbon monoksit (CO) oluşur. Belirli bir kimyasal etkileşimin standart oluşum sıcaklığının kaydedilmesi şu şekilde karakterize edilir:

? H_yaklaşık298 = 3 × (-110.5) - (-822.1) = -331.5 + 822.1 = 490.6 kJ.

Hess'in sayısal analizisonuç, bu sürecin bir endotermik dönüşüm olduğu mantıklı bir sonuca varabilir; yani, enerjinin trivalent oksidinden gelen demir indirgeme reaksiyonu üzerindeki harcamasını içerir.