Termokimya - Thermochemistry

Diğer kullanımlar için bkz. Kimyasal termodinamik .

Termokimya , kimyasal reaksiyonlar ve/veya fiziksel dönüşümlerle ilişkili ısı enerjisinin incelenmesidir . Bir reaksiyon, enerjiyi serbest bırakabilir veya emebilir ve bir faz değişikliği, erime ve kaynama gibi aynı şeyi yapabilir . Termokimya bu enerji değişimlerine, özellikle de sistemin çevresiyle olan enerji alışverişine odaklanır . Termokimya, belirli bir reaksiyonun seyri boyunca reaktan ve ürün miktarlarını tahmin etmede faydalıdır. İle kombinasyon halinde entropi tespitler, aynı zamanda, bir reaksiyon spontan ya da olmayan kendiliğinden, olumlu ya da olumsuz olup olmadığını tahmin etmek için kullanılır.

Endotermik reaksiyonlar ısıyı emerken, ekzotermik reaksiyonlar ısıyı serbest bırakır. Termokimya, termodinamik kavramlarını, kimyasal bağlar biçimindeki enerji kavramıyla birleştirir. Söz konusu genel olarak bu tür miktarların hesaplamalar içerir ısı kapasitesi , yanma ısısı , oluşum ısısı , entalpi , entropi , serbest enerji ve kalori .

Dünyanın ilk buz kalorimetresi , 1782-83 kışında Antoine Lavoisier ve Pierre-Simon Laplace tarafından çeşitli kimyasal değişimlerde ortaya çıkan ısıyı belirlemek için kullanıldı ; Joseph Black'in gizli ısıyı önceden keşfetmesine dayanan hesaplamalar . Bu deneyler termokimyanın temelini oluşturur .

Tarih

Termokimya iki genellemeye dayanır. Modern terimlerle ifade edildiğinde, bunlar aşağıdaki gibidir:

  1. Lavoisier ve Laplace yasası (1780): Herhangi bir dönüşüme eşlik eden enerji değişimi, ters sürece eşlik eden enerji değişimine eşit ve zıttır.
  2. Hess yasası (1840): Herhangi bir dönüşüme eşlik eden enerji değişimi, süreç ister bir ister birden fazla adımda gerçekleşsin aynıdır.

Bu ifadeler , termodinamiğin birinci yasasından (1845) önce geldi ve formülasyonuna yardımcı oldu.

Lavoisier, Laplace ve Hess , gizli enerji değişikliklerinin gelişimine en önemli katkıları yapan Joseph Black olmasına rağmen, özgül ısı ve gizli ısıyı da araştırdı .

Gustav Kirchhoff , 1858'de reaksiyon ısısındaki değişimin, ürünler ve reaktanlar arasındaki ısı kapasitesi farkıyla verildiğini gösterdi : dΔH / dT = ΔC p . Bu denklemin entegrasyonu, başka bir sıcaklıktaki ölçümlerden bir sıcaklıktaki reaksiyon ısısının değerlendirilmesine izin verir.

kalorimetri

Isı değişikliklerinin ölçümü , genellikle içinde incelenecek değişikliğin meydana geldiği kapalı bir oda olan kalorimetri kullanılarak gerçekleştirilir. Haznenin sıcaklığı, bir termometre veya termokupl kullanılarak izlenir ve sıcaklık, temel miktarların hesaplanabileceği bir grafik vermek için zamana karşı çizilir. Modern kalorimetreler, bilgilerin hızlı bir şekilde okunmasını sağlamak için sıklıkla otomatik cihazlarla birlikte verilir; buna bir örnek, diferansiyel tarama kalorimetresidir .

Sistemler

Termokimyada birçok termodinamik tanım çok faydalıdır. Sistem, evrenin üzerinde çalışılan belirli bir bölümüdür. Sistemin dışındaki her şey çevre veya çevre olarak kabul edilir. Bir sistem olabilir:

süreçler

Bir sistem, bir veya daha fazla özelliği değiştiğinde bir süreçten geçer. Bir süreç durum değişikliği ile ilgilidir. Sistemin sıcaklığı sabit kaldığında izotermal (aynı sıcaklıkta) bir süreç meydana gelir. Sistemin basıncı sabit kaldığında izobarik (aynı basınç) bir süreç meydana gelir. Isı değişimi olmadığında bir işlem adyabatiktir .

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Perrot, Pierre (1998). A'dan Z'ye Termodinamiğin . Oxford Üniversitesi Yayınları. ISBN'si 0-19-856552-6.
  2. ^ Frederick Hutton Getman'ın (1918) The Outlines of Theoretical Chemistry kitabının 290. sayfasına bakın.
  3. ^ Laidler KJ ve Meiser JH, "Physical Chemistry" (Benjamin/Cummings 1982), s.62
  4. ^ Atkins P. ve de Paula J., "Atkins' Physical Chemistry" (8th edn, WH Freeman 2006), s.56

Dış bağlantılar