Kakšen je toplotni učinek reakcije

Čeprav se poznavanje izraza "toplotni učinek kemične reakcije" v večini pojavlja v lekcijah o kemiji, se kljub temu uporablja bolj splošno. Težko si je predstavljati katero koli področje dejavnosti, kjer se ta pojav ne bi uporabljal.

Naj navedemo primer samo nekaterih, kjer je treba vedeti, kakšen je toplotni učinek reakcije. Trenutno se avtomobilska industrija razvija s fantastično hitrostjo: število avtomobilov se večkrat poveča. Hkrati je glavni vir energije za njih bencin (alternativne oblike doslej najdejo svojo izvedbo samo v enotnih prototipih). Za odpravo sile vbrizga goriva se uporabljajo posebni dodatki, ki zmanjšujejo intenzivnost eksplozije. Živahen primer je monometilanilin. Ko je prejeta, se izračuna toplotni učinek reakcije, ki je v tem primeru -11-19 kJ / mol.

Drugo področje uporabe je živilska industrija. Ni dvoma, da je katera koli oseba pozorna na navedbo kalorične vsebine določenega izdelka. V tem primeru so kalorična vrednost in toplotni učinek reakcije neposredno povezani, ker se toplota spusti, ko je hrana oksidirana. Popravek vaše prehrane na podlagi teh podatkov lahko dosežete znatno zmanjšanje telesne mase. Kljub temu, da se toplotni učinek reakcije izmeri v džulih, obstaja neposredna zveza med njimi in kalorijami: 4 J = 1 kcal. Pri prehrambenih izdelkih je običajno navedena ocenjena količina (masa).

Zdaj se obrnite na teorijo in podajte definicijo. Torej, toplotni učinek kaže količina toplote, sistem sprosti ali absorbira, medtem ko teče v njej kemičnih procesov. Upoštevati je treba, da se poleg toplote lahko proizvaja tudi sevanje. Termični učinek kemične reakcije je numerično enak razliki med ravnmi energije v sistemu: začetni in preostali. Če se v procesu reakcijske toplote absorbira iz okoliškega prostora, potem rečemo endotermni proces. Zato je sproščanje toplotne energije značilno za eksotermni proces. So dokaj zlahka ločimo, če je vrednost celotne energije sprosti kot posledica reakcije večja od tiste, ki se porabi za njegovega začetka (na primer, toplotna energija gorečega goriva), to eksoterm. Toda za razgradnjo vode in premoga v vodik in ogljikov monoksid Pri ogrevanju je treba porabiti dodatno energijo, zato se absorbira (endotermija).

Termični učinek reakcije lahko izračunamo z uporabo znanih formul. V izračunih termalni učinek označuje črka Q (ali DH). Razlika v vrsti postopka (endo ali exo), torej Q = - DH. Termokemijske enačbe predvidevajo toplotni učinek in reagente (pravilen in vzvratni izračun). Posebnost takšnih enačb je možnost prenosa velikosti termičnih učinkov in samih snovi na različne dele. Možno je izvesti odštevanje po posameznih obdobjih ali dodajanje formul sami, vendar ob upoštevanju agregatna stanja snovi.

Predstavljamo primer reakcij zgorevanje metana, ogljik, vodik:

1) CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + 890 kJ

2) C + O2 = CO2 + 394 kJ

3) 2H2 + O2 = 2H20 + 572 kJ

Sedaj odštevamo 2 in 3 od 1 (desne strani od desne, leve proti levi).

Kot rezultat, dobimo:

CH4 - C - 2 H4 = 890 - 394 - 572 = - 76 kJ.

Če se vsi deli pomnožijo z - 1 (odstranite negativno vrednost), potem dobimo:

C + 2H2 = CH4 + 76 kJ / mol.

Kako lahko razlagate rezultat? Termični učinek, ki nastane, ko se metan tvori iz vodika in ogljika, je 76 J za vsak mol proizvedenega plina. Iz formul sledi tudi toplotna energija bo dodeljen, torej je eksotermni proces. Takšni izračuni omogočajo, da se izognemo potrebi po neposrednih laboratorijskih poskusih, ki pogosto vključujejo težave.