Kakav je toplinski učinak reakcije

Iako poznavanje pojma "toplinski učinakkemijska reakcija "u većini se događa u nastavi kemije, ipak se primjenjuje šire. Teško je zamisliti bilo koje područje djelovanja u kojem se taj fenomen ne bi koristio.

Dajemo primjer samo nekih od njih, gdjepotrebno je znati što je toplinski učinak reakcije. Trenutačno se automobilska industrija razvija fantastično: broj automobila godišnje povećava za nekoliko puta. Istodobno, glavni izvor energije za njih je benzin (alternativni modeli 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 hranaindustrija. Nema sumnje da je svaka osoba obratila pažnju na naznaku kaloričnog sadržaja određenog proizvoda. U ovom slučaju, kalorična vrijednost i toplinski učinak reakcije izravno su povezani, budući da se toplina oslobađa kada se hrana oksidira. Ispravljanje vaše prehrane na temelju tih podataka, možete postići značajno smanjenje tjelesne težine. Unatoč činjenici da se toplinski učinak reakcije mjeri u joulama, postoji izravna veza između njih i kalorija: 4 J = 1 kcal. U prehrambenim proizvodima obično se navodi procijenjeni iznos (masa).

Sada se obraćamo teoriji i dajemodefinicija. 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 se osim topline, zračenje može generirati. Toplinski učinak kemijske reakcije je brojčano jednak razlici između razina energije sustava: početni i rezidualni. Ako se u procesu reakcije zagrijava toplina iz okolnog prostora, tada se kaže endotermni proces. Prema tome, oslobađanje toplinske energije karakteristično je za egzotermni proces. One su vrlo jednostavne za razlikovanje: ako je vrijednost ukupne energije oslobođene kao rezultat reakcije veća od potrošene energije za to (na primjer, toplinska energija goriva za izgaranje), 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 pomoćupoznate formule. U izračunima toplinski učinak označen je slovom 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 izvesti termi-odstupanjem ili dodavanjem formula sami, ali uzimajući u obzir agregatna stanja tvari.

Ovdje je reakcije sagorijevanja primjer metan, ugljik, vodik:

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 (desne strane s desne, 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 se toplinska energija otpustiti, tj. To je egzotermni proces. Takvi izračuni omogućuju izbjegavanje potrebe za neposrednim laboratorijskim eksperimentima, koji često uključuju poteškoće.