Thermochemistry

Thermochemistry ist die Studie der Energie und Hitze, die mit chemischen Reaktionen und/oder physischen Transformationen vereinigt ist. Eine Reaktion kann veröffentlichen oder Energie absorbieren, und eine Phase-Änderung, kann solcher als im Schmelzen und Kochen dasselbe machen. Thermochemistry konzentriert sich auf diese Energieänderungen besonders auf dem Energieaustausch des Systems mit seinen Umgebungen. Thermochemistry ist im Voraussagen des Reaktionspartners und der Produktmengen überall im Kurs einer gegebenen Reaktion nützlich. In der Kombination mit Wärmegewicht-Entschlüssen wird es auch verwendet, um vorauszusagen, ob eine Reaktion unwillkürlich oder nichtunwillkürlich, günstig oder ungünstig ist.

Reaktionen von Endothermic absorbieren Hitze. Reaktionen von Exothermic veröffentlichen Hitze. Thermochemistry verschmelzt die Konzepte der Thermodynamik mit dem Konzept der Energie in der Form von chemischen Obligationen. Das Thema schließt allgemein Berechnungen solcher Mengen wie Hitzekapazität, Verbrennungswärme, Bildungswärme, enthalpy, Wärmegewicht, freie Energie und Kalorien ein.

Geschichte

Thermochemistry ruht auf zwei Generalisationen. Festgesetzt in modernen Begriffen sind sie wie folgt:

  1. Lavoisier und das Gesetz (1780) von Laplace: Die Energieänderung, die jede Transformation begleitet, ist gleich und gegenüber der Energieänderung, die den Rückprozess begleitet.
  2. Das Gesetz (1840) von Hess: Die Energieänderung, die jede Transformation begleitet, ist dasselbe, ob der Prozess in einem Schritt oder vielen vorkommt.

Diese Behauptungen sind dem ersten Gesetz der Thermodynamik (1845) vorangegangen und haben in seiner Formulierung geholfen.

Lavoisier, Laplace und Hess haben auch spezifische Hitze und latente Hitze untersucht, obwohl es Joseph Black war, der die wichtigsten Beiträge zur Entwicklung von latenten Energieänderungen geleistet hat.

Gustav Kirchhoff hat 1858 gezeigt, dass die Schwankung der Hitze der Reaktion durch den Unterschied in der Hitzekapazität zwischen Produkten und Reaktionspartnern gegeben wird: dΔH / dT = ΔC. Die Integration dieser Gleichung erlaubt die Einschätzung der Hitze der Reaktion bei einer Temperatur von Maßen bei einer anderen Temperatur.

Calorimetry

Das Maß von Hitzeänderungen wird mit calorimetry, gewöhnlich ein beiliegender Raum durchgeführt, innerhalb dessen die Änderung, untersucht zu werden, vorkommt. Die Temperatur des Raums wird entweder das Verwenden eines Thermometers oder Thermoelement und die gegen die Zeit geplante Temperatur kontrolliert, um einen Graphen zu geben, von dem grundsätzliche Mengen berechnet werden können. Moderne Wärmemengenzähler werden oft mit automatischen Geräten geliefert, um eine schnelle Ausgabe der Information, ein Beispiel zur Verfügung zu stellen, das der DSC oder Differenzialabtastungswärmemengenzähler ist.

Systeme

Mehrere thermodynamische Definitionen sind in thermochemistry sehr nützlich. Ein System ist der spezifische Teil des Weltalls, das studiert wird. Alles außerhalb des Systems wird als die Umgebung oder Umgebung betrachtet. Ein System kann sein: Ein isoliertes System — wenn es Energie oder Sache mit den Umgebungen, als mit einem isolierten Bombe-Wärmemengenzähler nicht austauschen kann; ein geschlossenes System — wenn es Energie, aber nicht Sache mit den Umgebungen, als mit einem Dampfheizkörper austauschen kann; ein offenes System — wenn es sowohl Sache als auch Energie mit den Umgebungen, als mit einem Topf von kochendem Wasser austauschen kann.

Prozesse

Ein System erlebt einen Prozess, wenn sich ein oder mehr von seinen Eigenschaften ändert. Ein Prozess bezieht sich auf die Änderung des Staates. Ein isothermischer (dieselbe Temperatur) Prozess kommt vor, wenn die Temperatur des Systems unveränderlich bleibt. Ein isobaric (derselbe Druck) Prozess kommt vor, wenn der Druck des Systems unveränderlich bleibt. Ein adiabatischer (kein Hitzeaustausch) Prozess kommt vor, wenn kein Hitzeaustausch vorkommt.

Siehe auch

  • Differenzial, calorimetry scannend
  • Wichtige Veröffentlichungen in thermochemistry
  • Reaktion von Isodesmic
  • Grundsatz der maximalen Arbeit
  • Reaktionswärmemengenzähler
  • Thomsen-Berthelot Grundsatz
  • Julius Thomsen
  • Thermodynamische Datenbanken für reine Substanzen
  • Calorimetry

Links


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