Kāda ir reakcijas termiskā ietekme

Lai gan ir iepazinies ar terminu "siltuma efekts"ķīmiskā reakcija "vairumā gadījumu notiek ķīmijas stundās, tomēr to lieto plašāk. Ir grūti iedomāties kādu darbības jomu, kurā šo fenomenu neizmantotu.

Mēs sniedzam piemēru tikai dažiem no tiem, kurir jāzina, kāda ir reakcijas termiskā ietekme. Šobrīd automobiļu rūpniecība attīstās fantastiski: automašīnu skaits katru gadu palielinās vairākas reizes. Tajā pašā laikā galvenais enerģijas avots tiem ir benzīns (līdz šim alternatīvie modeļi to iemieso tikai atsevišķos prototipos). Lai izlabotu degvielas uzliesmošanas spēku, tiek izmantotas īpašas piedevas, kas samazina detonācijas intensitāti. Spilgts piemērs ir monometanilīns. Kad tas ir saņemts, tiek aprēķināta reakcijas termiskā ietekme, kas šajā gadījumā ir -11-19 kJ / mol.

Vēl viena piemērošanas joma ir pārtikanozare. Nav šaubu, ka jebkura persona pievērsa uzmanību konkrēta produkta kaloriju satura norādei. Šajā gadījumā reakcijas kaloritāte un siltuma ietekme ir tieši saistītas, jo siltums tiek atbrīvots, kad pārtika tiek oksidēta. Uztura korekcija, pamatojoties uz šiem datiem, var ievērojami samazināt ķermeņa svaru. Neskatoties uz to, ka reakcijas siltuma efekts tiek mērīts džoulos, pastāv tieša saikne starp tām un kalorijām: 4 J = 1 kcal. Paredzētais pārtikas produkta daudzums (masa) parasti tiek norādīts.

Ļaujiet mums pievērsties teorijai un dotdefinīcija. Tātad siltuma efekts norāda sistēmas izdalītā vai absorbētā siltuma daudzumu, kad tajā notiek ķīmiskie procesi. Jāpatur prātā, ka papildus siltumam var radīt starojumu. Ķīmiskās reakcijas termiskais efekts ir skaitliski vienāds ar starpību starp sistēmas enerģijas līmeņiem: sākotnējo un atlikušo. Ja reakcijas procesā siltums tiek absorbēts no apkārtējās vides, tad tiek minēts endotermiskais process. Tādējādi eksotermiskais process ir raksturīgs siltumenerģijas izlaišanai. Tās ir pavisam vienkārši atšķirt: ja reakcijas rezultātā izdalītās kopējās enerģijas vērtība ir lielāka par tajā patērēto enerģiju (piemēram, sadegšanas degvielas siltumenerģija), tad tā ir eksoterma. Bet ūdens un ogļu sadalīšanās ūdeņradim un oglekļa monoksīdam ir nepieciešams tērēt papildu enerģiju apkurei, tāpēc notiek tā absorbcija (endotermija).

Reakcijas termisko efektu var aprēķināt, izmantojotzināmas formulas. Aprēķinos termālo efektu apzīmē ar burtu Q (vai DH). Procesa veida atšķirība (endo vai exo), tādēļ Q = - DH. Termohimetiskie vienādojumi uzņemas siltuma efektu un reaģentus (pareizs un apgrieztais aprēķins). Šādu vienādojumu īpatnība ir iespēja nodot siltuma efektu apjomu un pašas vielas dažādām daļām. Ir iespējams veikt termiņu pēc atņemšanas vai pašu formulu pievienošanu, bet ņemot vērā vielu kopējo stāvokli.

Ļaujiet mums sniegt piemēru par metāna, oglekļa un ūdeņraža sadedzināšanas reakcijām:

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

2) C + O2 = CO2 + 394 kJ

3) 2H2 + O2 = 2H2O + 572 kJ

Tagad mēs atņemam 2 un 3 no 1 (labās puses no labās puses, pa kreisi no kreisās puses).

Rezultātā iegūstam:

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

Ja visas daļas tiek reizinātas ar -1 (noņemiet negatīvo vērtību), tad iegūstam:

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

Kā jūs varat interpretēt rezultātu? Termiskā ietekme, kas rodas, kad metāns veidojas no ūdeņraža un oglekļa, ir 76 J katram saražotā gāzes mola. No formulas arī izriet, ka siltuma enerģija tiks atbrīvota, tas ir, tas ir eksotermiskais process. Šādi aprēķini ļauj izvairīties no nepieciešamības veikt tiešus laboratorijas eksperimentus, kas bieži vien ietver grūtības.