Efecto térmico, Calor, dedicado o absorbido termodinámico. El sistema mientras conduce en él. │ Determinado sobre la condición de que el sistema no realice ningún trabajo (excepto la posible operación de expansión), y T-RY y los productos son iguales. Dado que el calor no es un estado F-QUAA, es decir, Al cambiar entre estados depende de la ruta de transición, en el caso general, el efecto térmico no puede servir como una característica de una ración específica. En dos casos, la cantidad infinitamente pequeña de calor (calor elemental) D q coincide con el diferencial completo del estado del estado: bajo el volumen de constancia D q \u003d du (energía interna u-interna) y con constancia d q \u003d dh ( H SISTEMAS DE ESTALPIA).
Existen prácticamente dos tipos de efectos térmicos -Zothermo-ISOBAROSH (con T-RE constante T y P) y isoterm-iso-altos (con T y Volumen V). Distinguir entre los efectos térmicos diferenciales e integrales. El efecto térmico diferencial está determinado por las expresiones:
donde U I, H I ... Molar parcial en el interior. Energía y; V i -Shechiometric. Ceref. (V i\u003e 0 para productos, v i<0 для ); x
= (n i - n i 0)/v i ,-хим.
переменная, определяющая состав системы в любой момент протекания р-ции (n i
и n i0 - числа i-го компонента
в данный момент времени и в начале хим. превращения соотв.). Размерность дифференциального
теплового эффекта реакции-кДж/ . Если u T,V , h T,p > 0, r producción. Endotérmica, con el signo inverso del efecto-exotérmico. Dos tipos de efectos están asociados con la relación:
Se da la dependencia de la temperatura del efecto térmico, el uso de un a uno a uno, estrictamente hablando, requiere conocimiento del molar parcial de todos los participantes en la R-B-B, sin embargo, en la mayoría de los casos, estos valores son desconocidos. Dado que para el P-QII que fluye en las redas P reales y otros medios termodinámicamente imperfectos, efectos térmicos, como otros, dependen sustancialmente de la composición del sistema y experimento. Las condiciones desarrollaron un enfoque que facilita la comparación de diferentes riados y sistemáticos de los efectos térmicos. Este objetivo es el concepto de un efecto térmico estándar (denotado). Bajo el estándar se entiende como el efecto térmico llevado a cabo (a menudo, HiPTETE-KI) en condiciones, cuando todos los participantes en el R-WA están en el especificado. Diferir de. Y los efectos térmicos estándar integrales siempre son coincidemos numéricamente. El efecto térmico estándar es fácil de calcular utilizando tablas de calor estándar de formación o combustión de calor IN-B (ver más abajo). Para los medios no orientados entre los efectos térmicos medidos y estándar, existe una gran discrepancia que es necesario tener en cuenta al usar efectos térmicos en los cálculos termodinámicos. Por ejemplo, para diacetima alcalino [(CH 3 CO) 2 NH (TV) + H2O (G) \u003d \u003d CH 3 SOKH 2 (TV) + CH3 Coxy (G) +] 0.8 N. P-RE NaOH en acuoso (58% en peso) a 298 al efecto térmico medido D H 1 \u003d - 52.3 KJ. Para los mismos № en condiciones estándar, se obtuvo \u003d - 18.11 KJ /. Así que significa. La diferencia se explica por los efectos térmicos que acompañan IN-B en el R-Retele (calor) especificado. Para que la acética líquida y el calor sean iguales, es igual a ACC.: D H 2 \u003d 13.60; D h 3 \u003d - 48.62; D H 4 \u003d - 0.83 KJ /, SO \u003d D H 1 - D H 2 - D H 3 + D H 4. Desde la vista de ejemplopero que en los estudios de efectos térmicos, los efectos térmicos de los efectos físicos concomitantes son importantes. procesos.
El estudio de los efectos térmicos es la tarea más importante. OSN. experimentar. Método -Corrymetrería. SOVR. El equipo le permite estudiar los efectos térmicos en fases de gas, líquido y sólido, en el borde de la partición de la fase, así como en complejos. Sistemas. La gama de valores típicos de los efectos térmicos medidos varía de cientos de j / cientos kJ. En la pestaña. Se dan datos de Calorimetrich. Mediciones de efectos térmicos de algunas r-señales. La medición de efectos térmicos, la dilución, así como el calor, le permite pasar de los efectos térmicos en realidad medidos a la norma.
Un papel importante pertenece a los efectos térmicos de dos tipos: el calor de la educación es el compuesto. Del simple B-B y el calor de la combustión IN-B en pura a la formación de elementos más altos, desde los cuales consiste en entrar. Estos efectos térmicos se dan a las condiciones estándar y se tabulan. Con su ayuda es fácil calcular cualquier efecto térmico; Él es igual a Algebraich. La cantidad de calor de la formación o calor de la combustión de todos los participantes en la R-Q:
Aplicación de cantidades tabulares. 
Permitecalcule los efectos térmicos de la MN. Miles de p-QII, aunque estos valores son conocidos solo por varios. Mil conexiones. Sin embargo, tal método de cálculo es inadecuado para P-CIUS con pequeños efectos térmicos, ya que el valor pequeño estimado obtenido como algebraich. Cantidad de varios Los valores grandes se caracterizan por un error, K-Paradium para ABS. La magnitud puede exceder el efecto térmico. Cálculo de efectos térmicos con la ayuda de valores. 
Se basa en el hecho de que hay un estado de estado. Esto le permite hacer sistemas termohem. URI para determinar el efecto térmico de la aplicación R requerida (ver). Calcular los efectos térmicos casi siempre estándar. Además del método discutido anteriormente, el cálculo de los efectos térmicos se lleva a cabo por dependencia de la temperatura, y
Así como una de las características físicas de una persona es la fuerza física, la característica más importante de cualquier comunicación química es el poder de la comunicación, es decir. Su energía.
Recuerde que la energía de los bonos químicos: esta energía que se asigna en la formación de un enlace químico o la energía que debe gastarse para destruir esta conexión.
La reacción química en general es la conversión de una sustancia en otros. En consecuencia, durante la reacción química, hay una ruptura de algunas conexiones y la formación de otras, es decir, Torneando la energía.
La ley fundamental de la física establece que la energía no surge de la nada y no desaparece sin rastro, sino que solo pasa de una especie a otra. En virtud de su universalidad, este principio es obviamente aplicable a una reacción química.
Efecto térmico de la reacción química. llamado la cantidad de calor,
asignado (o absorbido) durante la reacción y el relativo a 1 mol reaccionó (o la sustancia).
El efecto térmico se indica mediante la letra Q y, por regla general, se mide en kj / mol o kcal / mol.
Si la reacción ocurre con la liberación de calor (Q\u003e 0), se llama exotérmica y, si con absorción de calor (Q< 0) – эндотермической.
Si esquemáticamente representa el perfil de energía de la reacción, entonces para las reacciones endotérmicas, los productos están por encima de la energía que los reactivos, y para la exotérmica, por el contrario, los productos de reacción se encuentran por debajo de la energía (más estable) que los reactivos.
Está claro que la sustancia más grande reacciona, mayor será la cantidad de energía separada (o absorbida), es decir, El efecto térmico es directamente proporcional a la cantidad de sustancia. Por lo tanto, la actitud del efecto térmico a 1 mol de la sustancia se debe a nuestro deseo de comparar los efectos térmicos de varias reacciones.
Conferencia 6. Termochemistry. El efecto térmico del ejemplo de reacción química 1. Con la restauración de 8.0 g de óxido de cobre (II) de hidrógeno, se formaron pares de cobre y agua metálicos y 7,9 KJ se calentaron. Calcule el efecto térmico de la reacción de la reducción del óxido de cobre (II).
Decisión . Ecuación de reacción de CUO (TV.) + H2 (G.) \u003d Cu (TV.) + H2O (G.) + Q (*)
Haga una proporción durante la restauración de 0.1 mol - 7.9 kJ se asigna durante la restauración de 1 mol - x kj
Donde x \u003d + 79 kj / mol. Ecuación (*) toma
Cuo (TV.) + H2 (G.) \u003d Cu (TV.) + H2 O (G.) +79 KJ
Ecuación termochémica- Esta es una ecuación de reacción química, que indica el estado agregado de los componentes de la mezcla de reacción (reactivos y productos) y el efecto térmico de la reacción.
A fin de derretir el hielo o el agua de evaporación, es necesario gastar ciertas cantidades de calor, mientras que durante la congelación de agua líquida o condensación del vapor de agua se asignan las mismas cantidades. Es por eso que hace frío cuando salimos del agua (la evaporación del agua de la superficie del cuerpo requiere costos de energía), y la sudoración es un mecanismo de protección biológico del sobrecalentamiento del cuerpo. Por el contrario, el congelador congela el agua y calienta la habitación circundante, dándole un calor excesivo.
Este ejemplo muestra los efectos térmicos de los cambios en el estado agregado de agua. El calor de la fusión (a 0o C) λ \u003d 3.34 × 105 j / kg (física), o ql. \u003d - 6.02 KJ / mol (química), evaporación del calor (vaporización) (a 100 ° C) Q \u003d 2.26 × 106 j / kg (física) o qisp. \u003d - 40.68 kj / mol (química).
derritiendo
evaporación |
|||||
oBR, 298.
Conferencia 6. Termochemistry. El efecto térmico de la reacción química es, por supuesto, los procesos de sublimación son posibles cuando el sólido
entra en la fase gaseosa, evitando el estado líquido y los procesos inversos de deposición (cristalización) de la fase gaseosa, también es posible calcular o medir el efecto térmico.
Está claro que en cada sustancia hay enlaces químicos, por lo tanto, cada sustancia tiene alguna reserva energética. Sin embargo, no todas las sustancias se pueden convertir entre sí con una reacción química. Por lo tanto, acordó introducir un estado estándar.
Estado estándar de sustancia- Este es un estado agregado de una sustancia a una temperatura de 298 k, una presión de 1 atmósfera en la modificación alotrópica más estable en estas condiciones.
Condiciones estándar- Esta es la temperatura de 298 k y la presión de 1 atmósfera. Las condiciones estándar (estado estándar) están indicadas por el index0.
Conexión de formación de calor estándar se llama el efecto térmico de la reacción química de la formación de este compuesto de sustancias simples tomadas en su estado estándar. El calor de la formación compuesto está indicado por el símbolo Q.0 Para una variedad de compuestos, se proporciona educación térmica estándar en los libros de referencia de los valores fisicoquímicos.
El calor estándar de la formación de sustancias simples es igual a 0. Por ejemplo, Q0 ARR., 298 (O2, gas) \u003d \u200b\u200b0, Q0 Arr., 298 (C, TV, grafito) \u003d 0.
Por ejemplo . Registre la ecuación termochémica para la formación de sulfato de cobre (II). Desde el libro de referencia Q0 Arr, 298 (Cuso4) \u003d 770 kj / mol.
Cu (TV.) + S (TV.) + 2O2 (G.) \u003d CUSO4 (TV) + 770 KJ.
Sin embargo, no se puede registrar la ecuación termochémica para cualquier sustancia, sin embargo, es necesario entender que en la vida real, la reacción se produce de una manera completamente diferente: de los reactivos enumerados se forman cuando se calientan el óxido de cobre (II) y el azufre (IV). ), pero el sulfato de cobre (II) no está formado. Conclusión importante: la ecuación termochémica es un modelo que permite cálculos, es muy consistente con otros datos termochémicos, pero no soporta la verificación de la práctica (es decir, incapaz de predecir correctamente la posibilidad o la incapacidad de la reacción).
(B j) - Σ A I × QRR 0, 298 I
Conferencia 6. Termochemistry. Efecto térmico de la reacción química.
Aclaración. Para no engañarlo, agregaré de inmediato esa termodinámica química. puede predecir la posibilidad / imposibilidad de reacción.Sin embargo, esto requiere "herramientas" más serias que van más allá del curso de la escuela de la química. La ecuación termochémica en comparación con estas técnicas es el primer paso en el fondo de la pirámide HOPSE, sin que no se pueda hacer, pero no es alta.
Ejemplo 2. Calcule el efecto térmico de la condensación del agua que pesa 5,8g. El proceso de condensación se describe mediante la ecuación termochémica H2O (G.) \u003d H2O (G.) + Q - Condensación generalmente proceso de condensación de calor exotérmica a 25o C 37 kJ / mol (directorio).
En consecuencia, Q \u003d 37 × 0.32 \u003d 11.84 KJ.
En el siglo XIX, el químico ruso, que estudió los efectos térmicos de las reacciones, se estableció experimentalmente la ley de conservación de la energía en relación con las reacciones químicas, la ley de la HESS.
El efecto térmico de la reacción química no depende de la ruta del proceso y se determina solo por la diferencia en los estados finitos e iniciales.
Desde el punto de vista de la química y las matemáticas, esta ley significa que somos libres de calcular el proceso para elegir cualquier "trayectoria del cálculo", porque el resultado no depende de ello. Por esta razón, la ley muy importante de HESS tiene una increíblemente importante. corolario de la ley GESS.
El efecto térmico de la reacción química es igual a la suma del calor de la formación de los productos de reacción neta del calor de la formación de reactivos (teniendo en cuenta los coeficientes estequiométricos).
Desde el punto de vista del sentido común, esta investigación corresponde al proceso en el que todos los reactivos se convirtieron por primera vez en sustancias simples, que luego se reunieron de una manera nueva, de modo que se obtuvieron los productos de reacción.
En forma de la ecuación, la consecuencia de la ley GESS se ve como la ecuación de reacción: 1 a 1 + A 2 A 2 + ... + A N A \u003d B 1 B 1 + B 2 B 2 + ... B
Al mismo tiempo, A I I ib J son coeficientes estequiométricos, un i - reactivos, b j - productos de reacción.
Entonces, la consecuencia de la Ley Gessa tiene la forma Q \u003d σ B J × Q Arr. 0, 298
k bk + q
(A i)
Conferencia 6. Termochemistry. El efecto térmico de una reacción química desde el calor estándar de la formación de muchas sustancias.
a) Se puede comprometer a tablas especiales o b), se puede determinar experimentalmente, se hace posible predecir (calcular) el efecto térmico de un número muy grande de reacciones con una precisión suficientemente alta.
Ejemplo 3. (La consecuencia de la ley GESS). Calcule el efecto térmico de la conversión de vapor de metano que se produce en la fase gaseosa en condiciones estándar:
CH4 (G.) + H2O (G.) \u003d CO (G.) + 3 H2 ()
¿Determinar si esta reacción es exotérmica o endotérmica?
Solución: La consecuencia de la Ley GESS.
Q \u003d 3 q0 | D) + q 0 | (CO, D) -Q 0 | D) -q 0 | O, d) - en general. |
|||||
oBR, 298. | oBR, 298. | oBR, 298. | oBR, 298. | ||||||
Q OB0. | 298 (H 2, D) \u003d 0 | Sustancia simple en condiciones estándar. |
|||||||
En el libro de referencia encontramos la calidez de la formación de los componentes restantes de la mezcla.
O, d) \u003d 241.8 | (CO, D) \u003d 110.5 | D) \u003d 74.6 | |||||||||
oBR, 298. | oBR, 298. | oBR, 298. | |||||||||
Sustituamos los valores a la ecuación.
Q \u003d 0 + 110.5 - 74.6 - 241.8 \u003d -205.9 KJ / mol, la reacción es altamente endotermich.
Respuesta: Q \u003d -205.9 KJ / mol, endotérmica
Ejemplo 4. (Aplicación del Gessa). Se conoce la calidez de las reacciones.
C (TV.) + ½ O (g.) \u003d CO (G.) + 110.5 KJ
C (TV.) + O2 (G.) \u003d CO2 (G.) + 393.5 KJ Encuentre el efecto térmico de la reacción 2co (G.) + O2 (G.) \u003d 2CO2 (g.). Decisión multiplicando el primero y el segundo ecuación en 2
2c (TV.) + O2 (g.) \u003d 2co (g.) + 221 KJ 2c (TV.) + 2O2 (G.) \u003d 2CO2 (G.) + 787 KJ
Submar desde la segunda ecuación la primera.
O2 (G.) \u003d 2CO2 (G.) + 787 KJ - 2CO (G.) - 221 KJ,
2co (G.) + O2 (G.) \u003d 2CO2 (G.) + 566 KJ Respuesta: 566 KJ / mol.
Nota: Al estudiar la termoquímica, consideramos la reacción química desde el exterior (afuera). Por el contrario, la termodinámica química: la ciencia del comportamiento de los sistemas químicos, considera el sistema desde el interior y opera con el concepto de "entalpía" H como la energía térmica del sistema. Entalpy, tal
Conferencia 6. Termochemistry. El efecto térmico de la reacción química es el mismo significado que la cantidad de calor, pero tiene el signo opuesto: si la energía se distingue del sistema, su entorno se produce y se calienta, y el sistema pierde energía.
Literatura:
1. Tutorial, V.V. Eremin, n.e. Kuzmenko et al., Química Grado 9, Párrafo 19,
2. Manual educativo y metodológico "Fundamentos de la química general" Parte 1.
Compiladores - S.G. Baram, i.n. Mironova. - ¡Llevatelo! Para la próxima ocupación del seminario.
3. A.V. Manuilles. Conceptos básicos de la química. http://hemi.nsu.ru/index.htm.
§9.1 El efecto térmico de la reacción química. Las principales leyes de la termoquímica.
§9.2 ** Termochemistry (continuación). El calor de la formación de la sustancia de los elementos.
Educación de entalpía estándar.
¡Atención!
Vamos a resolver las tareas de liquidación, por lo tanto, la calculadora también es deseable para seminarios en química.
Cualquier reacción química se acompaña de excreción o absorción de energía en forma de calor.
Sobre la base de la selección o absorción de diferencias de calor. exotérmico y endotérmico reacciones.
Exotérmico Reacciones: tales reacciones, durante el cual se asigna el calor (+ Q).
Reacciones endotérmicas: reacciones, cuando el flujo de qué calor se absorbe (-Q).
Reacción térmica de efecto (P.) Llame la cantidad de calor que se libera o se absorbe cuando se interactúa la interacción de un cierto número de reactivos iniciales.
La ecuación termochémica se llama la ecuación en la que se indica el efecto térmico de la reacción química. Entonces, por ejemplo, los termochemicos son ecuaciones:
También debe observarse que las ecuaciones termochémicas deben incluir necesariamente información sobre los estados agregados de reactivos y productos, ya que depende del significado del efecto térmico.
Cálculos del efecto térmico de la reacción.
Un ejemplo de una tarea típica para encontrar el efecto térmico de la reacción:
Con la interacción de 45 g de glucosa con un exceso de oxígeno de acuerdo con la ecuación
C 6 H 12 O 6 (TV.) + 6O 2 (g) \u003d 6CO 2 (G) + 6H 2 O (G) + Q
700 kJ calentar el calor. Determinar el efecto térmico de la reacción. (Registre el número al entero).
Decisión:
Calcule la cantidad de sustancia glucosa:
n (C 6 H 12 O 6) \u003d M (C 6 H 12 O 6) / M (C 6 H 12 O 6) \u003d 45 g / 180 g / mol \u003d 0.25 Mol
Esos. Cuando la interacción de 0.25 moles de glucosa con oxígeno se destaca 700 kJ calor. De la ecuación termochémica presentada en la condición, se deduce que cuando la interacción de 1 moles de glucosa con oxígeno está formada por la cantidad de calor igual a Q (efecto térmico de la reacción). Entonces la siguiente proporción es verdadera:
0.25 Mol Glucosa - 700 KJ
1 Mol Glucosa - Q
De esta proporción, la ecuación corresponde a ella:
0.25 / 1 \u003d 700 / Q
Relájate, que, encontramos que:
Por lo tanto, el efecto térmico de la reacción es de 2800 kJ.
Cálculos sobre ecuaciones termochémicas.
Mucho más a menudo en las tareas del examen de la termoquímica, ya se conoce el significado del efecto térmico, porque La condición le da una ecuación termochémica completa.
En este caso, es necesario calcular la cantidad de calor liberado / absorbente con una cantidad conocida de reactivo o el producto, o, por el contrario, de acuerdo con un calor conocido, se requiere que determine la masa, el volumen o Cantidad de una sustancia de una inocción de persona.
Ejemplo 1.
De acuerdo con la ecuación de reacción termochémica.
3FE 3 O 4 (TV.) + 8A (TV.) \u003d 9FE (TV.) + 4A 2 O 3 (TV.) + 3330 KJ
se formó 68 g de óxido de aluminio. ¿Qué cantidad de calor se ha separado? (Registre el número al entero).
Decisión
Calcule la cantidad de sustancia de óxido de aluminio:
n (al 2 O 3) \u003d M (al 2 O 3) / m (al 2 O 3) \u003d 68 g / 102 g / mol \u003d 0,667 Mol
De acuerdo con la ecuación termochémica de la reacción en la formación de óxido de aluminio de 4 mol, se destaca 3330 KJ. En nuestro caso, se forma 0.6667 moles de aluminio mol. Denote por la cantidad de calor liberado al mismo tiempo, a través del X CJ a la proporción:
4 Mole al 2 O 3 - 3330 KJ
0,667 Mol Al 2 O 3 - X KJ
Esta proporción corresponde a la ecuación:
4 / 0,6667 \u003d 3330 / x
Decidiendo que, encuentra que X \u003d 555 KJ
Esos. En la formación de 68 g de óxido de aluminio de acuerdo con la ecuación termochémica, el calor de 555 kJ se distingue en la condición.
Ejemplo 2.
Como resultado de la reacción, la ecuación termochémica de la cual
4fes 2 (TV.) + 11O 2 (g) \u003d 8SO 2 (g) + 2fe 2 O 3 (TV.) + 3310 KJ
1655 KJ Cal Calenten. Determine el volumen (L) del dióxido de azufre resaltado (N.U.). (Registre el número al entero).
Decisión
De acuerdo con la ecuación de respuesta termochémica, se resalta 3310 CJ al calor en la formación de 8 moles de modo 2. En nuestro caso, se liberó 1655 KJ Warmth. Deje que la cantidad de sustancia así se forme al mismo tiempo, es igual a X Mol. Entonces la siguiente proporción es justa:
8 moles SO 2 - 3310 KJ
x mole 2 - 1655 kj
De lo que sigue la ecuación:
8 / x \u003d 3310/1655
Relájate, que, encontramos que:
Por lo tanto, la cantidad de sustancia así 2 formada al mismo tiempo es 4 mol. En consecuencia, su volumen es:
V (SO 2) \u003d V M ∙ N (SO 2) \u003d 22.4 l / mol ∙ 4 mol \u003d 89.6 l ≈ 90 l (Redondea hasta su totalidad, porque se requiere en la condición).
Se pueden encontrar tareas más desensambladas en el efecto térmico de la reacción química.
Efecto de reacción térmica la cantidad de calor que se libera o es absorbido por el sistema como resultado del flujo de una reacción química. Esto puede ser n (p, t \u003d const) o u (v, t \u003d const).
Si se asigna la reacción de calor, es decir, El sistema de entalpy disminuye ( NORTE. 0 ), entonces la reacción se llama exotérmico.
Reacciones acompañadas de la absorción de calor, es decir. con un aumento en el sistema de entalpía ( NORTE. 0), llamado E. ndotérmico.
Al igual que otras funciones estatales, la entalpía depende de la cantidad de sustancia, por lo que está bien en ( NORTE) Por lo general, se refieren a 1 mol de sustancias y se expresan en kj / mol.
Por lo general, las funciones del sistema están determinadas por condiciones estándarAdemás de los parámetros del estado estándar, se incluye la temperatura estándar T \u003d 298.15 K (25c). A menudo, la temperatura indica en forma del índice inferior ().
5.3. Ecuaciones termochémicas
Ecuaciones de reacción termochémica. Ecuaciones en las que se indica el efecto térmico, las condiciones de reacción y los estados agregados de sustancias. Por lo general, la entalpía de reacción se indica como un efecto térmico. Por ejemplo,
C (grafito) + O 2 (gas) \u003d \u200b\u200bCO 2 (gas), n 0 298 \u003d 396 KJ.
El efecto térmico se puede escribir en la ecuación de reacción:
C (grafito) + O 2 (gas) \u003d \u200b\u200bCO 2 (gas) + 396 KJ.
En la termodinámica química, la primera forma de grabación se usa con más frecuencia.
Características de las ecuaciones termochémicas.
1. El efecto térmico depende de la masa del reactivo, PO-
generalmente se calcula para un mol de sustancias. En este sentido, en ecuaciones termochémicas puede usar. coeficientes fraccionarios. Por ejemplo, para el caso de la formación de una oración de cloruro, la ecuación termochémica está escrita de la siguiente manera:
½h 2 + ½cl 2 \u003d HCl, H 0 298 \u003d 92 KJ
o H 2 + CL 2 \u003d 2HSL, H 0 298 \u003d 184 KJ.
2. Los efectos térmicos dependen del estado agregado de los reactivos; Se indica en ecuaciones de índice termochémico: j. líquido gRAMO. gaseoso, t. sólido o a - cristalino r - disuelto.
Por ejemplo: H 2 + ½ O 2 \u003d H2O (G), N 0 298 \u003d -285.8 KJ.
H 2 + ½ O 2 \u003d H 2 O (G), N 0 298 \u003d 241.8 KJ.
3. Con ecuaciones termochémicas, puede producir acciones algebraicas (se pueden agregar, deducir, multiplicarse por cualquier coeficiente junto con el efecto térmico).
Las ecuaciones termochémicas son más plenamente más completas, reflejan los cambios que se producen en la reacción. Muestran que no solo la composición cualitativa y cuantitativa de los reactivos y los productos, sino también la transformación cuantitativa de la energía que esta reacción está acompañada.
5.4. La ley de HESS y su investigación.
La base de los cálculos termochémicos es la ley del científico ruso abierto Hesse G. I. (1841). Su esencia en lo siguiente: El efecto térmico de la reacción química depende solo del estado inicial y final del sistema, pero no depende de la velocidad y la ruta del proceso, es decir, desde el número de etapas intermedias. Esto, en particular, significa que las reacciones termochémicas se pueden doblar junto con sus efectos térmicos. Por ejemplo, la formación de carbono de CO 2 y oxígeno se puede enviar al siguiente esquema:
C + O. 2 n 1. ENTONCES 2 1. C (gráfico.) + O 2 (g) \u003d CO 2 (g), n 0 1 \u003d 396 KJ.
2. C (gráfico) + 1 / 2o 2 (g) \u003d CO (G), N 0 2 \u003d X KJ.
n 2 n 3
3. CO (G) + 1 / 2O 2 (g) \u003d CO 2 (G), N 0 3 \u003d 285,5kj.
CO +.½ ACERCA DE 2
Todos estos tres procesos son ampliamente utilizados en la práctica. Como se sabe, los efectos térmicos de la formación CO 2 (N 1) y la combustión de CO (n 3) se determinan experimentalmente. Es imposible medir experimentalmente el efecto térmico de CO (n 2), ya que con la combustión del carbono en las condiciones de la falta de oxígeno, se forma una mezcla de CO y CO 2. Pero la entalpía de la reacción de la formación de CO de las sustancias simples se puede calcular.
De la ley de la HESS, se deduce que H 0 1 \u003d H 0 2 + H 0 3. Por eso,
H 0 2 \u003d H 0 1 H 0 3 \u003d 396 (285,5) \u003d 110,5 (KJ) es un valor sobresaliente
Por lo tanto, utilizando la ley GESS, es posible encontrar la calidez de las reacciones que no se pueden determinar experimentalmente.
En los cálculos termochémicos, se utilizan ampliamente dos consecuencias de la ley GESS. En la primera, el efecto térmico de la reacción es igual a la suma de la entalpía de la formación de los productos de reacción, menor la cantidad de la entalpía de la formación de las sustancias de origen (reactivos).
NORTE. 0 hORA. = nORTE. pinchar · H. 0 ƒ Pinchar - nORTE. isx · NORTE. 0 ƒ reactivos ,
donde n la cantidad de sustancia; n 0 ƒ entalpía estándar (calor) de la formación de sustancias.
El efecto térmico de la reacción térmica 1 mol de una sustancia compleja de sustancias simples, determinadas en condiciones estándar, se llama entalpía estándar de la formación de esta sustancia (n 0 imagen o n 0 ƒ kj / mol).
Dado que es imposible determinar la entalpía absoluta de la sustancia, entonces para mediciones y cálculos, es necesario determinar el inicio de la referencia, es decir, el sistema y las condiciones para las cuales se toma el valor. : n \u003d 0. En la termodinámica, los estados de sustancias simples se toman como el inicio de la referencia en sus formas más estables en condiciones normales, en un estado estándar.
Por ejemplo: n 0 ƒ (O 2) \u003d 0, pero n 0 ƒ (O 3) \u003d 142.3 kJ / mol. Las entalpías de formación estándar se definen para muchas sustancias y se realizan en libros de referencia (Tabla 5.1).
En general, para la reacción AA + BB \u003d SS + DD entalpy, de acuerdo con la primera consecuencia, está determinada por la ecuación:
H 0 298 hr. \u003d (Cn 0 ƒ, C + DN 0 ƒ, E) (AH 0 ƒ, A + VH 0 ƒ, B).
La segunda consecuencia de la ley GESS se relaciona con las sustancias orgánicas. El efecto térmico de la reacción que involucra sustancias orgánicas es igual a la cantidad de combustión de calor de los reactivos menos el calor de la combustión de los productos.
Al mismo tiempo, el calor de la combustión se determina en el supuesto de pleno.
combustión: el carbono se oxida a CO 2, hidrógeno a H2O, nitrógeno a n 2.
El efecto térmico de la reacción de oxidación por elementos de oxígeno incluidos en la sustancia antes de que se denomina la formación de óxidos superiores. calidez de la combustión de esta sustancia.(n 0 sg.). Es obvio que el calor de la combustión O 2, CO 2, H2O, N 2 se toma igual a cero.
Tabla 5.1.
Constantes termodinámicas de algunas sustancias.
|
Sustancia |
n 0 f, 298, kj / mol |
S 0 298, j / molk |
g 0 f, 298, kj / mol |
Sustancia |
n 0 f, 298, kj / mol |
J / molk. |
g 0 f, 298, |
|
C (grafito) | |||||||
Por ejemplo, el calor de la combustión del etanol.
C 2 H 5 OH (G) + 3O 2 \u003d 2CO 2 + 3H 2 O (G)
h 0 x.r. \u003d H 0 СГ (C 2 H 5 OH) \u003d 2N 0 ƒ, (CO 2) + 3N 0 ƒ, (H2O) n 0 ƒ, (C 2 H 5 OH).
n 0 SG (C 2 H 5 OH) \u003d 2 (393,5) + 3 (241.8) - (277.7) \u003d 1234,7 kj / mol.
El calor de la combustión también se da en los libros de referencia.
Ejemplo 1.Determinar el efecto térmico de la reacción de deshidratación de etanol si
H 0 SG (C2 H 4) \u003d 1422.8; H 0 SG (H2O) \u003d 0; н 0 сг (C 2 H 5 OH) \u003d 1234,7 (kj / mol).
Decisión.Escribimos la reacción: C2 H 5 OH (G) \u003d C2 H 4 + H 2 O.
De acuerdo con la segunda consecuencia, determinamos el efecto térmico del calor de la combustión, que se muestran en el directorio:
H 0 298 x.R \u003d H 0 СГ (C 2 H 5 OH) H 0 СГ (C 2 H 4) H 0 SG (H2O) \u003d
1234,7 + 1422.8 \u003d 188.1 kj / mol.
En la técnica para las características de las cualidades térmicas. especies separadas El combustible usualmente los usa valor calorífico.
Valor calorífico El combustible se denomina efecto térmico que corresponde a la combustión de una unidad de masa (1 kg) para combustibles de combustible o volumen sólidos y líquidos (1 m 3) para combustible gaseoso (Tabla 5.2).
Tabla 5.2.
Valor calorífico y composición de algunos
tipos comunes de combustible
|
Valor calorífico |
||||
|
oxígeno | ||||
|
Antracita* | ||||
|
Árboles. carbón | ||||
|
Pri gas | ||||
|
Aceite crudo | ||||
* Antracita: carbón de piedra con máximo contenido de carbono (94-96%).
El hidrógeno es el portador de energía química más eficaz para la energía, el transporte y la tecnología futura, ya que tiene un valor calorífico muy alto (Tabla 4.2), es relativamente fácil de transportar, y solo se forma el agua, es decir, Es una "pura" inflamable, no causa la contaminación del aire. Sin embargo, el contenido de hidrógeno demasiado pequeño en la naturaleza se interfiere con su uso generalizado como fuente de energía en el estado libre. La mayor parte del hidrógeno se obtiene por descomposición de agua o hidrocarburos. Sin embargo, tal descomposición requiere mucho consumo de energía, y en la práctica, debido a las pérdidas de calor para obtener hidrógeno, es necesario gastar más energía de la que se puede obtener. En el futuro, si logra crear fuentes de energía grandes y baratas (por ejemplo, como resultado del desarrollo de técnicas de energía nuclear o solar), parte de ella se utilizará para obtener hidrógeno. Muchos científicos están convencidos de que la energía del futuro es la energía de hidrógeno.
Con la ayuda de la Ley GESS y sus consecuencias, se pueden determinar muchas cantidades, incluidas las que no se determinan experimentalmente, si la reacción al valor desconocido se puede obtener plegando otras reacciones con las características conocidas.
Ejemplo 2.Basado en el calor de la combustión de CH 4 (N 0 SG \u003d 890CH / mol) y H2 (n 0 SG \u003d 286 KJ / mol), calcule el valor calorífico de un gas que contiene 60% de hidrógeno y 40 % metano ch 4.
Decisión. Escribimos ecuaciones termochémicas de reacciones de combustión:
1) H 2 + ½o 2 \u003d H2O (G); n 0 F (H2O) \u003d 286 kj / mol;
CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2N 2 O (G); n 0 2
H 0 2 \u003d H 0 ƒ, (CO 2) + 2N 0 ƒ, (H 2 0) n 0 ƒ, (CH 4) \u003d 3932. 286 + 75 \u003d 890 kj / mol.
1M 3 El gas contiene 600L H 2 y 400L CH 4, que es el componente 2 ISS 4. El valor calorífico de gas será:
kj / m 3.
Ejemplo 3.Uso de la Tabla 5.1, calcule el efecto térmico de la reacción de la combustión de etileno: C2 H 4 + 3O 2 \u003d 2 + 2N 2 O (G).
Decisión.Desde la Tabla 5.1, escribimos los valores de la entalpía de la formación de sustancias involucradas en la reacción (en kj / mol):
H 0 ƒ, CO 2 \u003d 393,5; Н 0 ƒ, C 2 H 4 \u003d 52.3; H 0 ƒ, H2O \u003d 241.8.
(Recordemos que la entalpía de la formación de sustancias simples es cero.)
Según la consecuencia de la Ley GESS (4.4):
H 0 298 x.r \u003d n PROD · n 0 ƒ, prod n · n 0 ƒ, ex \u003d 2n 0 ƒ, CO 2 + 2N 0 ƒ, H2 ON 0 ƒ, C 2N 4 \u003d
2. (393,5) + 2. (241.8) 52,3 \u003d 1322.9 KJ.
Ejemplo 4.Basado en el efecto térmico de la reacción.
3SAO (T) + P 2 O 5 (T) \u003d CA 3 (PO 4) 2 (T), N 0 \u003d 739 KJ,
determinar la entalpía de la formación de ortofosfato de calcio.
Decisión.Por una consecuencia de la Ley Gessa:
H 0 298 x.R \u003d N 0 ƒ, CA 3 (PO 4) 2 (3n 0 ƒ, SAA + N 0 ƒ, P 2 O 5).
De la mesa. 4.1: n 0 ƒ, (SAO) \u003d 635,5; n 0 ƒ, (P 2 O 5) \u003d 1492 (kj / mol).
н 0 ƒ, CA 3 (PO 4) 2 \u003d 739 + 3. (635,5) 1492 \u003d 4137,5 kj / mol.
Ejemplo 5.Escriba una ecuación termochémica para la reacción de combustión de azufre sólido en N2O, si se sabe que se distingue 66.9 KJ Heat durante la combustión del azufre (se supone que al medir el calor, la temperatura del producto se reduce a la temperatura de la Reactivos igual a 298 K).
Decisión.Para quemar la ecuación termochémica, es necesario calcular el efecto térmico de la reacción:
S (t) + 2N2 O (g) \u003d SO 2 (G) + 2N 2 (G); H 0 \u003d X KJ.
Por la condición del problema, se sabe que con una combustión de 16 g de azufre, se destaca 66.9 kJ, y 32 g de azufre está involucrado en la reacción. Recopilamos proporción:
16g 66.9 kj
32g x kj x \u003d 133.8 a j.
Por lo tanto, la ecuación termochémica está escrita como:
S (t) + 2N2 O (g) \u003d SO 2 (g) + 2n 2 (g), n 0 x..r. \u003d 133,8 kj.
(Dado que se resalta el calor, la reacción es exotérmica, n 0 0).
Ejemplo 6.¿Qué cantidad de calor se resalta con un compuesto de 5,6 litros de hidrógeno con cloro (n. Y.), si la entalpía de la formación de cloruro de hidrógeno es igual a91.8 kJ / mol (la temperatura de los productos y reactivos es 25 С).
Decisión.0 ƒ, (HCl) \u003d -91.8 KJ / MOL, esto significa que en la formación de una HCl oral de las sustancias simples, se distingue 91.8 KJ Heat, que corresponde a la ecuación termochémica:
½ CL 2 + ½ H 2 \u003d HCl, H 0 ƒ \u003d 91.8 KJ.
Puede verse a partir de la ecuación que se consume 0,5 mol H 2 para obtener 1 mol 2, es decir, 0.5 · 22.4 l \u003d 11.2 l. Recopilamos proporción:
11.2 l 91.8 kj
5.6 L XX \u003d 45.19 KJ.
Respuesta: 45.19 KJ Se asignará calor.
Ejemplo 7.Determine el entalpy de la formación de óxido de hierro (III), basado en tres ecuaciones termochémicas (no para usar la referencia):
Fe 2 O 3 + 3CO \u003d 2FE + 3CO 2, N 0 1 \u003d 26,5 KJ;
C (grafito) + ½o 2 \u003d CO, N 0 2 \u003d 110.4 KJ;
CO 2 \u003d C (grafito) + O 2, N 0 3 \u003d + 393.3 KJ.
Decisión:Escribimos la ecuación, cuyo efecto térmico debe determinar:
4fe + 3O 2 \u003d 2fe 2 O 3; n 0 4 \u003d 2x kj.
Para obtener la cuarta cuatro ecuaciones de las primeras tres ecuaciones, la ecuación 1) se multiplica por (2) y las ecuaciones 2) y 3), en (6) y pliegue:
1) 4FE + 6CO 2 \u003d 2FE 2 O 3 + 6CO, N 0 1 \u003d 2 · (+26.5) KJ;
2) 6CO \u003d 6C (grafito) + 3O 2, n 0 2 \u003d 6 · (+110.4) KJ;
3) 6c (grafito) + 6O 2 \u003d 6CO 2, N 0 3 \u003d 6 · (393.3) KJ;
N 0 4 \u003d 2N 0 1 + 6N 0 2 + 6N 0 3 \u003d +53 + 662,42359,8 \u003d 1644.4 KJ.
Por lo tanto, 0 ƒ (Fe 2 O 3) \u003d 822.2 KJ / mol.
Introducción
Los efectos térmicos de las reacciones químicas son necesarios para muchos cálculos técnicos. Encuentran un uso extensivo en muchas industrias, así como en los desarrollos militares.
El propósito de este curso de curso es estudiar la aplicación práctica del efecto térmico. Consideraremos algunas opciones para su uso, y descubriremos qué importancia el uso de los efectos térmicos de las reacciones químicas en el desarrollo de las tecnologías modernas.
Efecto térmico de la reacción química.
Cada sustancia es consciente de una cierta cantidad de energía. Con esta propiedad de sustancias, ya estamos enfrentando el desayuno, el almuerzo o la cena, ya que los alimentos permiten que nuestro cuerpo utilice la energía de una amplia variedad de compuestos químicos contenidos en los alimentos. En el cuerpo, esta energía se transforma en movimiento, el trabajo, va a mantener la temperatura constante (y bastante alta!) Del cuerpo.
Uno de los científicos más famosos que trabajan en el campo de la termoquímica es Bertlo. Burtlo- profesor en la química de la escuela farmacéutica más alta en París (1859). Ministro de Ilustración y Asuntos Exteriores.
Desde 1865, Bertlló se involucró activamente en la termoquímica, realizó estudios calorimétricos extensos, lo que llevó, en particular, a la invención de la "bomba calorimétrica" \u200b\u200b(1881); Pertenece al concepto de reacciones "exotérmicas" y "endotérmicas". Bertlo obtuvo datos extensos sobre los efectos térmicos de una gran cantidad de reacciones, el calor de la descomposición y la formación de muchas sustancias.
Berthlo investigó el efecto de los explosivos: la temperatura de la explosión, la tasa de combustión y la propagación de la onda explosiva, etc.
La energía de los compuestos químicos se centra principalmente en los enlaces químicos. Para destruir la conexión entre dos átomos, es necesario gastar energía. Cuando se forma una conexión química, se asigna la energía.
Cualquier reacción química es la ruptura de algunos enlaces químicos y la formación de otros.
Cuando, como resultado de una reacción química, las energías se liberan durante la formación de nuevos bonos de los que era necesario destruir los bonos "antiguos" en las sustancias de origen, entonces el exceso de energía se libera como calor. Un ejemplo es la reacción de combustión. Por ejemplo, el gas natural (metano CH 4) se quema en el oxígeno del aire con resaltando una gran cantidad de calor (Fig. 1a). Tales reacciones son exotérmicas.
Las reacciones que fluyen con la liberación de calor, muestran un efecto térmico positivo (Q\u003e 0, DH<0) и называются экзотермическими.
En otros casos, la destrucción de los bonos en los materiales de partida requiere energía más de lo que se puede aislar durante la formación de nuevas conexiones. Tales reacciones ocurren solo cuando la energía está dimensionada desde el exterior y se llama endotérmica.
Reacciones que vienen con la absorción de calor del medio ambiente (Q<0, DH>0), es decir, Con un efecto térmico negativo, endotérmico.
Un ejemplo es la formación de óxido de carbono (II) CO e hidrógeno H2 de carbón y agua, que se produce solo cuando se calienta (Fig. 1b).
Higo. 1a, b. Una imagen de reacciones químicas utilizando modelos de moléculas: a) reacción exotérmica, b) reacción endotérmica. Los modelos se muestran claramente en qué edad y los nuevos enlaces químicos se destruyen con el número sin cambios de átomos entre ellos.
Por lo tanto, cualquier reacción química se acompaña de excreción o absorción de energía. La mayoría de las veces, la energía se libera o se absorbe en forma de calor (con menos frecuencia, en forma de luz o energía mecánica). Este calor se puede medir. El resultado de la medición se expresa en Kilodzhoules (KJ) para un reactivo de oración o (con menos frecuencia) para orar el producto de reacción. Tal valor se llama el efecto térmico de la reacción.
El efecto térmico es la cantidad de calor, asignado o absorbido por el sistema químico cuando una reacción química fluye en ella.
El efecto térmico está indicado por los caracteres Q o DH (Q \u003d -DH). Su valor corresponde a la diferencia entre las energías de los estados iniciales y finales de la reacción:
DH \u003d HUK .- HISCH. \u003d Ekon.- EIR.
Los iconos (g), (g) denotan el estado gaseoso y líquido de sustancias. Designaciones (TV) o (k) - Sustancia sólida, cristalina, (acuosa) - disuelto en sustancia de agua, etc.
La designación del estado agregado de la sustancia es esencial. Por ejemplo, en la reacción de la combustión del hidrógeno, el agua se forma inicialmente en forma de un par (estado gaseoso), durante la condensación de la cual puede haber una cierta cantidad de energía. En consecuencia, para la formación de agua en forma de un líquido, el efecto térmico medido de la reacción será algo mayor que para la formación de solo vapor, ya que todavía existe una porción de calor durante la condensación de vapor.
También se usa un caso particular del efecto térmico de la reacción: calor de la combustión. Desde el mismo nombre, se puede ver que el calor de la combustión sirve para caracterizar la sustancia utilizada como combustible. El calor de la combustión se refiere a 1 pila de una sustancia de combustible (agente reductor en la reacción de oxidación), por ejemplo:
|
acetileno |
acetileno de combustión de calor |
La energía (E) almacenada en moléculas se puede posponer en la escala de energía. En este caso, el efecto térmico de la reacción ( e) se puede mostrar gráficamente (Fig. 2).
Higo. 2. Imagen gráfica del efecto térmico (q \u003d e): a) Reacción de combustión de hidrógeno exotérmica; b) Reacción endotérmica de la descomposición del agua bajo la acción de la corriente eléctrica. La coordenada de la reacción (eje horizontal del gráfico) se puede considerar, por ejemplo, como el grado de conversión de sustancias (100%: conversión completa de las sustancias de origen).
Ecuaciones de reacciones químicas.
Las ecuaciones de reacciones químicas en las que, junto con los reactivos y los productos, registrados y el efecto térmico de la reacción se denominan ecuaciones termochémicas.
La peculiaridad de las ecuaciones termochémicas es que cuando se trabaja con ellos, puede transferir las fórmulas de sustancias y la magnitud de los efectos térmicos de una parte de la ecuación a otra. Con las ecuaciones de reacción química ordinarias, no es posible actuar como una regla.
También se permite la adición y la resta de ecuaciones termochémicas. Esto sucede para determinar los efectos térmicos de las reacciones que son difíciles o no se pueden medir en la experiencia.
Damos un ejemplo. En el laboratorio es extremadamente difícil de implementar "en forma pura"La reacción de la producción de metano CH4 por compuesto de carbono directo con hidrógeno:
C + 2H 2 \u003d sh 4
Pero puede aprender mucho sobre esta reacción con la ayuda de los cálculos. Por ejemplo, averigüe, esta reacción será un exo- o endotérmica, e incluso calculará cuantitativamente la magnitud del efecto térmico.
Se conocen los efectos térmicos de las reacciones de combustión del metano, el carbono y el hidrógeno (estas reacciones son fáciles):
a) sh 4 (g) + 2O 2 (g) \u003d CO 2 (G) + 2H 2 O (G) + 890 KJ
b) C (TV) + O 2 (g) \u003d CO 2 (G) + 394 KJ
c) 2h 2 (g) + o 2 (g) \u003d 2h 2 O (g) + 572 KJ
Dejando salir las dos últimas ecuaciones (b) y (b) de la ecuación (a). Las partes dejadas de las ecuaciones se deducirán de la izquierda, a la derecha, desde la derecha. Al mismo tiempo, todas las moléculas de O 2, CO 2 y H 2 O. se reducirán: obtenemos:
SH 4 (G) - C (TV) - 2H 2 (g) \u003d (890 - 394 - 572) KJ \u003d -76 KJ
Esta ecuación se ve algo inusual. Multiplique ambas partes de la ecuación en (-1) y transfiera CH 4 al lado derecho con el signo opuesto. Obtenemos la ecuación de la formación de metano del carbón y el hidrógeno que necesitamos:
C (TV) + 2H 2 (g) \u003d CH 4 (G) + 76 KJ / MOL
Por lo tanto, nuestros cálculos mostraron que el efecto térmico de la formación de metano de carbono y hidrógeno es de 76 kJ (por mol de metano), y este proceso debe ser exotérmico (se publicará la energía en esta reacción).
Es importante prestar atención al hecho de que solo las sustancias que se encuentran en los mismos estados agregados pueden ser reeducados y cortados en las ecuaciones termochémicas en las ecuaciones termochémicas, de lo contrario, nos confundiremos para determinar el efecto de calor en el calor de la transición de la transición de Un estado agregado a otro.
Leyes básicas de termoquímica.
La sección de química involucrada en el estudio de la conversión de energía en reacciones químicas se llama termoquímica.
Hay dos leyes más importantes de la termoquímica. El primero de ellos, la ley de Lavois Laplace, se formula de la siguiente manera:
El efecto térmico de la reacción directa es siempre igual al efecto térmico de la reacción inversa con el signo opuesto.
Esto significa que la formación de cualquier compuesto se libera (absorbida) tanta energía como absorbida (liberada) durante su descomposición en los materiales de partida. Por ejemplo:
2H 2 (g) + O 2 (g) \u003d 2H2 O (G) + 572 KJ (Hidrogen Arding in Oxygen)
2 H2O (G) + 572 KJ \u003d 2H 2 (G) + O 2 (g) (expansión de descarga eléctrica)
La ley de Lavlace Lavoisier es una consecuencia de la ley de conservación de la energía.
La segunda ley de la termoquímica se formuló en 1840, el académico ruso I. Hessom:
El efecto térmico de la reacción depende solo del estado inicial y final de las sustancias y no depende de las etapas intermedias del proceso.
Esto significa que el efecto térmico general de una serie de reacciones consecutivas será la misma que en cualquier otra serie de reacciones, si al principio y al final de estas filas se encuentran la misma fuente y sustancias finitas. Estas dos leyes principales de la termoquímica dan las ecuaciones termochémicas a cierta similitud con matemáticas, cuando los miembros de las reacciones pueden transferirse de una parte a otra, para colocar la reevaluación, restar y reducir las fórmulas de compuestos químicos. Al mismo tiempo, es necesario tener en cuenta los coeficientes en las ecuaciones de reacción y no olvide que las sustancias restadas o reducidas las polillas deben estar en el mismo estado agregado.
El uso de efecto térmico en la práctica.
Se necesitan los efectos térmicos de las reacciones químicas para muchos cálculos técnicos. Por ejemplo, considere el poderoso cohete ruso "energía" capaz de traer barcos espaciales y otras cargas útiles en órbita. Los motores uno de sus pasos operan en gases licuados: hidrógeno y oxígeno.
Supongamos que conocemos el trabajo (en el CJ), que tendrá que pasar la entrega del cohete con la carga desde el suelo hasta la órbita, también se sabe que supere la resistencia al aire y otros costos de energía durante el vuelo. ¿Cómo calcular el suministro requerido de hidrógeno y oxígeno, que (en estado licuado) se utilizan en este cohete como combustible y agente oxidante?
Sin la ayuda del efecto térmico de la reacción de la formación de agua de hidrógeno y oxígeno, es difícil dificultarlo. Después de todo, el efecto térmico es que la mayor cantidad de energía que debe retirar el cohete en órbita. En las cámaras de combustión del cohete, este calor se convierte en la energía cinética de las moléculas de gas descendidas (vapor), que se rompe de las boquillas y crea una tracción reactiva.
En la industria química, se necesitan efectos térmicos para calcular la cantidad de calor para calentar los reactores en los que se presentan las reacciones endotérmicas. En el sector energético con la ayuda de la combustión de calor del combustible, se calcula la producción de energía térmica.
Los nutricionistas de los médicos utilizan los efectos de oxidación térmica. productos alimenticios En el cuerpo para compilar la dieta nutricional correcta no solo para los pacientes, sino también para personas sanas: atletas, trabajadores de varias profesiones. Por tradición, no a Jouley, sino otras unidades de energía, calorías (1 cal \u003d 4,1868 j). El contenido de energía de los alimentos se refiere a cualquier masa de productos alimenticios: a 1 g, a 100 g o incluso envases estándar del producto. Por ejemplo, en una etiqueta de frascos con leche condensada, puede leer esta inscripción: "Contenido calórico de 320 kcal / 100 g".
El efecto térmico se calcula al obtener monometilanilina, que se refiere a la clase de aminas aromáticas sustituidas. El área principal del uso de monometilanilina es un aditivo anti-golpe para la gasolina. Es posible utilizar monometilanilina en la producción de tintes. La monometilanilina de la mercancía (N-metilinilina) se asigna desde el catalizador por la rectificación periódica o continua. El efecto térmico de la reacción ΔH \u003d -14 ± 5 \u200b\u200bkJ / mol.
Recubrimientos resistentes al calor.
El desarrollo de técnicas de alta temperatura hace que la necesidad de crear materiales particularmente resistentes al calor. Esta tarea se puede resolver utilizando metales refractarios y resistentes al calor. Las cubiertas intermetálicas atraen más y más atención, porque tienen muchas cualidades valiosas: resistencia a la oxidación, fusión agresiva, a prueba de calor, etc. De interés es la exotérmica sustancial de la formación de estos compuestos de los componentes de sus elementos. Hay dos formas de usar la exotermedad de la reacción de la formación de intermetallic. La primera es la obtención de polvos compuestos, de dos capas. Cuando se calientan, los componentes del polvo se convierten en interacción, y el calor de la reacción exotérmica compensa el enfriamiento de las partículas que alcanzan la superficie protegida en un estado completamente fundido y formando una faceta baja con la base de la base del recubrimiento. Otra realización puede ser la aplicación de una mezcla mecánica de polvos. Con suficiente calentamiento de las partículas, entran en el recubrimiento en la capa. Si el efecto térmico es significativo, puede conducir a la autocontrola de la capa de recubrimiento, la formación de una capa de difusión intermedia que aumenta la resistencia a la tracción, produciendo una estructura de recubrimiento densa y baja en espíritu. Estas son la elección de una composición que forma un recubrimiento intermetálico con un gran efecto térmico y posee muchas cualidades valiosas: la resistencia a la corrosión, la resistencia a la corrosión y la resistencia al desgaste, atrae la atención de los aluminios de níquel, en particular NIAL y NI 3 AL. La formación de NIAL se acompaña de un efecto térmico máximo.
Método termochemical de tratamiento de diamantes.
El método "termochemical" se obtuvo debido al hecho de que fluye a temperaturas elevadas, y se basa en el uso de las propiedades químicas del diamante. El método se lleva a cabo de la siguiente manera: el diamante se pone en contacto con el metal capaz de disolver el carbono en sí mismo, y para que la disolución o el proceso de tratamiento se realicen continuamente, se lleva a cabo en una atmósfera de gas que interactúa con un carbono. Disuelto en metal, pero no reaccionando directamente al diamante. En el proceso, la magnitud del efecto térmico toma un valor alto.
Para determinar las condiciones óptimas para el tratamiento termoquímico del diamante e identificar las posibilidades del método, fue necesario examinar los mecanismos de ciertos procesos químicos, que, como el análisis de la literatura, no investigó. Un estudio más específico del tratamiento termochémico del diamante prevenido, en primer lugar, un conocimiento insuficiente de las propiedades del propio diamante. Temía estropearlo con calefacción. Los estudios sobre la estabilidad térmica del diamante se realizaron solo en las últimas décadas. Se ha establecido que los diamantes que no contienen inclusiones en la atmósfera neutral o en vacío se pueden dañar sin ningún daño para ellos hasta 1850 "C", y solo arriba.
Almaz es el mejor material de la cuchilla debido a la dureza única, la elasticidad y la baja fricción en los tejidos biológicos. Los cuchillos de diamante operan facilitan las operaciones, reduce 2-3 veces los plazos para la curación de los cortes. De acuerdo con los microsurgeones de la microcirugía ISTK del ojo, los cuchillos, afilados por la forma termóvemical, no solo no son inferiores, sino que también superan las mejores muestras extranjeras. Miles de operaciones ya se han hecho cuchillos termocheméticamente afilados. Los cuchillos de diamante de diferentes configuraciones y tamaños se pueden aplicar en otras áreas de medicina, biología. Por lo tanto, para la fabricación de fármacos en microscopía electrónica, use microtomes. La alta resolución del microscopio electrónico hace requisitos especiales para el grosor y la calidad del corte de medicamentos. Los microtomes de diamantes, afilados por el método termochémico, le permiten realizar secciones de la calidad deseada.
Materias primas tecnológicas para la producción de cemento.
Además, la intensificación de la producción de cemento implica la introducción generalizada de las tecnologías de energía y ahorro de recursos utilizando el desperdicio de diversas industrias.
En el procesamiento de los minerales de magnetita Skarn, las colas de separación magnética seca (SMS) se distinguen, que son un material cultivado con un tamaño de grano de hasta 25 mm. Las colas SMS tienen una composición química bastante estable, WT.%:
SiO 2 40 ... 45,
Al 2 O 3 10 ... 12,
Fe 2 O 3 15 ... 17,
CAO 12 ... 13,
Mgo 5 ... 6,
Se demuestra la posibilidad de utilizar colas SMS en la producción de Portland Cement Clinker. Los cementos obtenidos se caracterizan por indicadores de alta resistencia.
El efecto térmico de la formación de clinker (TEK) se define como una cantidad algebraica de calor de los procesos endotérmicos (descarbonización de la piedra caliza, deshidratación de minerales de arcilla, la formación de una fase líquida) y reacciones exotérmicas (oxidación de pirita introducida por colas SMS, formando fases de clinker).
Las principales ventajas de usar el enriquecimiento de los minerales de magnetito de los fanáticos en la producción de cemento son:
Expansión de la base de materia prima debido a una fuente tecnológica;
Salvando materias primas naturales mientras se mantiene la calidad del cemento;
Reducción de los gastos de combustible y energía para el disparo de clinker;
La posibilidad de producir clinkers de baja energía;
Resolver problemas ambientales debido a la eliminación racional de residuos y reducir las emisiones de gas en la atmósfera durante el disparo de clinker.
Biosensores
Los bosensores son sensores basados \u200b\u200ben enzimas inmovilizadas. Le permite analizar rápidamente y cualitativamente analizar mezclas complejas y multicomponentes de sustancias. Actualmente, también se encuentran cada vez más uso en varias industrias en la ciencia, la industria, la agricultura y la atención médica. La base para crear sistemas de análisis enzimáticos automáticos fueron los últimos logros en el campo de la enzimología y la enzimología de ingeniería. Las cualidades únicas de las enzimas son la especificidad de la especificidad y la alta actividad catalítica, contribuyen a la simplicidad y la alta sensibilidad de este método analítico, y se permite que una gran cantidad de enzimas conocidas y estudiadas se les permite ampliar constantemente la lista de sustancias analizadas.
Sensores de microcalorrímetro enzimático: use el efecto térmico de la reacción enzimática. Consta de dos columnas (medición y control) llenas de un portador con una enzima inmovilizada y equipadas con termistores. Cuando la muestra analizada pasa a través de la columna de medición, se produce una reacción química, que se acompaña de un efecto térmico registrado. Este tipo de sensores es interesante para su versatilidad.
Conclusión
Por lo tanto, después de haber analizado la aplicación práctica del efecto térmico de las reacciones químicas, se puede concluir: el efecto térmico está estrechamente relacionado con nuestra vida diaria, se somete a un estudio continuo y encuentra todas las nuevas aplicaciones en la práctica.
En el contexto del desarrollo de las tecnologías modernas, el efecto cálido ha encontrado su uso en diversas industrias. Productos químicos, militares, de construcción, comida, minería y muchas otras industrias utilizan el efecto térmico en sus desarrollos. Se utiliza en motores de combustión interna, plantas de refrigeración y en varios dispositivos de horno, así como en la producción de instrumentos quirúrgicos, recubrimientos resistentes al calor, nuevos tipos de materiales de construcción, etc.
En las condiciones modernas de la ciencia en constante desarrollo, estamos viendo el surgimiento de más y más nuevos desarrollos y descubrimientos en el campo de la producción. Esto implica todas las áreas nuevas y nuevas de aplicar el efecto térmico de las reacciones químicas.
Negro E. A.
Bibliografía
MUSABEKOV YU. S., MARSEN BERTLO, M., 1965; Centenaire de Marcelin Berthelot, 1827-1927, P., 1929.
Patente 852586 Federación de Rusia. MKI a 28 D 5/00. Método de entrenamiento dimensible de diamona /a.p.grigoryev, s.kh.lifshits, p.p.shamaev (Federación de Rusia). - 2 p.
