מהי ההשפעה התרמית של התגובה

למרות היכרות עם המונח "אפקט תרמיתגובה כימית ", מתרחשת לרוב בשיעורי הכימיה, אך היא מיושמת באופן נרחב יותר. קשה לדמיין כל תחום פעילות שבו לא תשתמש בתופעה זו.

אנחנו נותנים דוגמה רק לחלק מהם, איפהיש צורך לדעת מה ההשפעה התרמית של התגובה. כיום, תעשיית הרכב מתפתח בקצב פנטסטי: מספר המכוניות גדל מדי שנה במספר פעמים. יחד עם זאת, המקור העיקרי של האנרגיה עבורם הוא בנזין (עיצובים חלופיים עד כה מוצאים את ההתגלמות שלהם רק באב טיפוס יחיד). כדי לתקן את כוח הבהקה של הדלק, תוספים מיוחדים משמשים, אשר להפחית את עוצמת פיצוץ. דוגמה חיה היא monomethylaniline. כאשר הוא מתקבל, אפקט תרמי של התגובה מחושב, אשר במקרה זה הוא -11-19 kJ / mol.

תחום נוסף של יישום הוא מזוןבתעשייה. אין ספק, כל אדם שם לב לאינדיקציה של תוכן קלורי של מוצר מסוים. במקרה זה, הערך הקלורי והאפקט התרמי של התגובה קשורים ישירות, שכן החום משתחרר כאשר המזון מתחמצן. תיקון הדיאטה שלך על בסיס נתונים אלה, אתה יכול להשיג ירידה משמעותית במשקל הגוף. למרות העובדה כי אפקט החום של התגובה נמדדת בג 'אול, יש קשר ישיר בינם לבין קלוריות: 4 J = 1 קק"ל. עבור מוצרי מזון, הסכום המשוער (מסה) מצוין בדרך כלל.

עכשיו נפנה אל התיאוריה ונתןהגדרה. אז, אפקט החום מציין את כמות החום שוחרר או נספג על ידי המערכת כאשר תהליכים כימיים להתרחש בו. יש לזכור כי בנוסף לחום, ניתן לייצר קרינה. ההשפעה התרמית של התגובה הכימית שווה באופן מספרי להפרש בין רמות האנרגיה של המערכת: הראשונית והשרידית. אם בתהליך של חום התגובה נספג מהחלל הסובב, ואז את התהליך endothermic הוא אמר. לפיכך, שחרור של אנרגיה תרמית אופיינית לתהליך exothermic. הם פשוטים מאוד להבחין: אם הערך של האנרגיה הכוללת ששוחררה כתוצאה מהתגובה הוא גדול יותר מאשר האנרגיה שהוצאה עבורו (למשל, האנרגיה התרמית של דלק הבעירה), אז זה אקסותרם. אבל עבור הפירוק של מים ופחם למימן חד תחמוצת הפחמן, יש צורך להשקיע אנרגיה נוספת על חימום, כך הקליטה שלה (endothermy) מתרחש.

אפקט תרמי של התגובה ניתן לחשב באמצעותנוסחאות ידועות. בחישובים, אפקט תרמי מסומן על ידי האות Q (או DH). ההבדל בסוג התהליך (endo או exo), ולכן Q = - DH. משוואות Thermochemical להניח אינדיקציה של אפקט תרמי ריאגנטים (חישוב נכון לאחור). הייחודיות של משוואות כאלה היא האפשרות להעביר את עוצמת ההשפעות התרמיות והחומרים עצמם לחלקים שונים. ניתן לבצע חיסור לטווח ארוך או תוספת של הנוסחאות עצמן, אך בהתחשב במצבים המצטברים של החומרים.

תן לנו לתת דוגמה של תגובות בעירה של מתאן, פחמן, מימן:

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

2) C + O2 = CO2 + 394 kJ

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

עכשיו אנו מחסרים 2 ו 3 של 1 (בצד ימין בצד ימין, משמאל - משמאל).

כתוצאה מכך, אנו מקבלים:

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

אם כל החלקים מוכפלים ב - 1 (הסר את הערך השלילי), אז נקבל:

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

איך אתה יכול לפרש את התוצאה? ההשפעה התרמית המתרחשת כאשר מתאן נוצר מימן ופחמן הוא 76 J עבור כל שומה של הגז המיוצר. זה גם נובע מן הנוסחאות כי האנרגיה החום ישוחרר, כלומר, זה תהליך exothermic. חישובים כאלה מאפשרים להימנע מהצורך בניסויי מעבדה ישירים, שלעתים קרובות כרוך בקשיים.