Kakav je toplinski učinak reakcije

Iako se poznavanje termina "termalni učinak kemijske reakcije" u većini pojavljuje u lekcijama kemija, ipak se primjenjuje šire. Teško je zamisliti bilo koje područje djelovanja u kojem se taj fenomen ne bi koristio.

Dajmo primjer samo nekih od njih, gdje je potrebno znati što je toplinski učinak reakcije. Trenutačno se automobilska industrija razvija fantastično: broj automobila godišnje povećava nekoliko puta. Istodobno, glavni izvor energije za njih je benzin (alternativni projekti do sada nalaze svoje utjelovljenje samo u pojedinačnim prototipima). Kako bi se ispravila sila plamena goriva, koriste se posebni aditivi koji smanjuju intenzitet detonacije. Živi primjer je monometilanilin. Kad se primi, izračunava se toplinski učinak reakcije, koji je u ovom slučaju -11-19 kJ / mol.

Drugo područje primjene je prehrambena industrija. Nema sumnje da je svaka osoba obratila pažnju na pokazatelj kaloričnog sadržaja određenog proizvoda. U ovom slučaju, kalorijska vrijednost i toplinski učinak reakcije izravno su povezani jer se tijekom oksidacije hrane oslobađa toplina. Ispravljanje vaše prehrane na temelju tih podataka, možete postići značajno smanjenje tjelesne težine. Unatoč tome što se toplinski učinak reakcije mjeri u jouleu, između njih i kalorija postoji izravan odnos: 4 J = 1 kcal. Za prehrambene proizvode procijenjena količina (masa) obično je naznačena.

Sada se obratimo teoriji i dajmo definiciju. Dakle, toplinski efekt ukazuje na količinu topline koja se oslobađa ili apsorbira u sustavu kada se u njoj pojavljuju kemijski procesi. Treba imati na umu da osim topline, zračenje može biti generirano. Toplinski učinak kemijske reakcije je brojčano jednak razlici između energetske razine sustava: početni i rezidualni. Ako se u procesu reakcije toplina apsorbira iz okolnog prostora, onda se kaže endotermni proces. Prema tome, oslobađanje toplinske energije karakteristično je za egzotermni proces. One su vrlo jednostavne za razlikovanje: ako se vrijednost ukupne energije koja je oslobođena kao posljedica reakcije veća od one koja je potrošena (na primjer, toplinska energija gorivog goriva), onda je to egzotermna. No, za raspadanje vode i ugljena u vodik i ugljični monoksid, potrebno je potrošiti dodatnu energiju na grijanje, pa se njegova apsorpcija (endotermija) odvija.

Termičko djelovanje reakcije može se izračunati korištenjem poznatih formula. U izračunima toplinski učinak označava slovo Q (ili DH). Razlika u vrsti procesa (endo ili exo), dakle Q = - DH. Termokemijske jednadžbe pretpostavljaju toplinski učinak i reagense (ispravno i obrnuto izračunavanje). Osobitost takvih jednadžbi je mogućnost prijenosa veličine toplinskih učinaka i samih tvari na različite dijelove. Moguće je izvršiti terminsko oduzimanje ili dodavanje formula, ali uzimajući u obzir agregatna stanja tvari.

Dajmo primjer reakcija izgaranja metana, ugljika i vodika:

1) CH4 + 022 = CO2 + 2H20 + 890 kJ

2) C + O2 = CO2 + 394 kJ

3) 2H2 + 02 = 2H20 + 572 kJ

Sada oduzimamo 2 i 3 od 1 (desna strana s desne strane, lijevo s lijeve strane).

Kao rezultat toga dobivamo:

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

Ako se svi dijelovi pomnožite s - 1 (uklonite negativnu vrijednost), dobivamo:

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

Kako možete interpretirati rezultat? Termički učinak koji nastaje kada se metan formira od vodika i ugljika iznosi 76 J za svaki mol proizvedenog plina. Iz formule se također slijedi da će toplinska energija biti oslobođena, tj. To je egzotermni proces. Takvi izračuni omogućuju izbjegavanje potrebe za neposrednim laboratorijskim eksperimentima, koji često uključuju poteškoće.