Termochimica Quali studi, leggi e applicazioni

il termochimica È responsabile dello studio delle modifiche caloriche che vengono effettuate nelle reazioni tra due o più specie. È considerata una parte essenziale della termodinamica, che studia la trasformazione del calore e di altri tipi di energia per comprendere la direzione in cui si sviluppano i processi e come varia la loro energia.

Allo stesso modo, è fondamentale comprendere che il calore comporta il trasferimento di energia termica che avviene tra due corpi, quando sono a temperature diverse; mentre l'energia termica è quella che è associata al movimento casuale posseduto da atomi e molecole.

Pertanto, poiché in quasi tutte le reazioni chimiche l'energia viene assorbita o rilasciata per mezzo del calore, è molto importante analizzare i fenomeni che avvengono attraverso la termochimica.

indice

• 1 Che cosa studia la termochimica?
• 2 leggi
  • 2.1 La legge di Hess
  • 2.2 Primo principio della termodinamica
• 3 applicazioni
• 4 riferimenti

Cosa studia la termochimica?

Come notato in precedenza, la termochimica studia i cambiamenti di energia sotto forma di calore che si verificano nelle reazioni chimiche o quando avvengono processi che implicano trasformazioni fisiche.

In questo senso, è necessario chiarire alcuni concetti all'interno del soggetto per una migliore comprensione di esso.

Ad esempio, il termine "sistema" si riferisce al segmento specifico dell'universo che viene studiato, che significa "universo" la considerazione del sistema e dei suoi dintorni (tutto ciò che è esterno ad esso).

Quindi, un sistema di solito consiste delle specie coinvolte nelle trasformazioni chimiche o fisiche che si verificano nelle reazioni. Questi sistemi possono essere classificati in tre tipi: aperto, chiuso e isolato.

- Un sistema aperto è quello che consente il trasferimento di materia ed energia (calore) con l'ambiente circostante.

- In un sistema chiuso c'è uno scambio di energia ma non di materia.

- In un sistema isolato non c'è trasferimento di materia o energia sotto forma di calore. Questi sistemi sono anche noti come "adiabatici".

legislazione

leggi termochimici sono strettamente legate alla legge di Laplace e Lavoisier e legge di Hess, che sono i precursori della prima legge della termodinamica.

Il principio espresso da francese Antoine Lavoisier (maggiore chimica e nobile) e Pierre-Simon Laplace (famoso matematico, fisico e astronomo) ha riferito che "la variazione nell'energia manifestato in qualsiasi trasformazione fisica o chimica ha uguale grandezza e direzione contrariamente all'alterazione dell'energia della reazione inversa ".

La legge di Hess

Nello stesso ordine di idee, la legge formulata dal chimico russo originario della Svizzera, Germain Hess, è una pietra miliare per la spiegazione della termochimica.

Questo principio si basa sulla sua interpretazione della legge di conservazione dell'energia, che si riferisce al fatto che l'energia non può essere creata o distrutta, ma solo trasformata.

La legge di Hess può essere decretata in questo modo: "L'entalpia totale in una reazione chimica è la stessa, indipendentemente dal fatto che la reazione venga eseguita in un singolo passaggio o in una sequenza di diversi passaggi."

L'entalpia totale è data come sottrazione tra la somma dell'entalpia dei prodotti meno la somma dell'entalpia dei reagenti.

Nel caso del cambiamento nell'entalpia standard di un sistema (in condizioni standard di 25 ° C e 1 atm), può essere schematizzato secondo la seguente reazione:

.DELTA.H_reazione = ΣΔH_(Prodotti) - ΣΔH_(reagenti)

Un altro modo per spiegare questo principio, sapendo che la variazione di entalpia riferisce a riscaldare scambio nelle reazioni in cui si verificano ad una pressione costante, è dicendo che la variazione di entalpia netto di un sistema che non dipende dal percorso è seguita tra lo stato iniziale e finale.

Prima legge della termodinamica

Questa legge è così intrinsecamente legata alla termochimica che a volte viene confusa quale era quella che ispirava l'altro; Quindi, per far luce su questa legge, dovresti iniziare dicendo che ha anche le sue radici nel principio di conservazione dell'energia.

Quindi la termodinamica non considera solo il calore come una forma di trasferimento di energia (come la termochimica), ma coinvolge anche altre forme di energia, come l'energia interna (U).

Quindi la variazione nell'energia interna di un sistema (ΔU) è ​​data dalla differenza tra i suoi stati iniziali e finali (come si vede nella legge di Hess).

Prendendo in considerazione che l'energia interna è composta dall'energia cinetica (movimento delle particelle) e dall'energia potenziale (interazioni tra le particelle) dello stesso sistema, si può dedurre che ci sono altri fattori che contribuiscono allo studio dello stato e delle proprietà di ciascuno sistema.

applicazioni

La termochimica ha più applicazioni, alcune delle quali saranno menzionate di seguito:

- Determinazione dei cambiamenti di energia in alcune reazioni attraverso l'uso della calorimetria (misurazione delle variazioni di calore in alcuni sistemi isolati).

- Deduzione delle modifiche dell'entalpia in un sistema, anche quando queste non possono essere conosciute mediante una misurazione diretta.

- Analisi dei trasferimenti di calore prodotti sperimentalmente quando si formano composti organometallici con metalli di transizione.

- Studio delle trasformazioni energetiche (sotto forma di calore) fornite in composti di coordinazione di poliammine con metalli.

- Determinazione delle entalpie del legame metallo-ossigeno di β-dichetoni e β-dichetonato legati ai metalli.

Come nelle precedenti applicazioni, la termochimica può essere utilizzata per determinare un gran numero di parametri associati ad altri tipi di energia o funzioni di stato, che sono ciò che definisce lo stato di un sistema in un dato momento.

La termochimica viene anche utilizzata nello studio di numerose proprietà di composti, come nella calorimetria della titolazione.

riferimenti

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