Hebu tuzungumze kuhusu joto la malezi ni nini, na pia tufafanue hali hizo zinazoitwa kiwango. Ili kuelewa suala hili, tutajua tofauti kati ya vitu rahisi na ngumu. Ili kujumuisha dhana ya "joto la uundaji", zingatia milinganyo maalum ya kemikali.
Enthalpy ya kawaida ya uundaji wa dutu
Katika mmenyuko wa mwingiliano wa kaboni na hidrojeni ya gesi, kJ 76 ya nishati hutolewa. Katika kesi hii, takwimu hii ni athari ya joto ya mmenyuko wa kemikali. Lakini hii pia ni joto la malezi ya molekuli ya methane kutoka kwa vitu rahisi. "Kwa nini?" - unauliza. Hii ni kutokana na ukweli kwamba vipengele vya awali vilikuwa kaboni na hidrojeni. 76 kJ / mol itakuwa nishati ambayo wanakemia wanaiita "joto la malezi".
Jedwali la data
Katika thermokemia, kuna majedwali mengi yanayoonyesha joto la uundaji wa kemikali mbalimbali kutoka kwa vitu rahisi. Kwa mfano, joto la uundaji wa dutu ambayo fomula yake ni CO2, katika hali ya gesi.ina faharasa ya 393.5 kJ/mol.
Thamani ya vitendo
Kwa nini tunahitaji maadili haya? Joto la malezi ni thamani ambayo hutumiwa wakati wa kuhesabu athari ya joto ya mchakato wowote wa kemikali. Ili kutekeleza mahesabu hayo, matumizi ya sheria ya thermokemia itahitajika.
Thermochemistry
Yeye ndiye sheria ya msingi inayoeleza michakato ya nishati inayozingatiwa katika mchakato wa mmenyuko wa kemikali. Wakati wa mwingiliano, mabadiliko ya ubora yanazingatiwa katika mfumo wa kujibu. Dutu fulani hupotea, vipengele vipya vinaonekana badala yake. Utaratibu huo unaambatana na mabadiliko katika mfumo wa nishati ya ndani, ambayo inajitokeza kwa namna ya kazi au joto. Kazi inayohusishwa na upanuzi ina kiashiria cha chini cha mabadiliko ya kemikali. Joto linalotolewa katika ugeuzaji wa kijenzi kimoja kuwa dutu nyingine linaweza kuwa kubwa.
Tukizingatia mabadiliko mbalimbali, karibu yote kuna ufyonzwaji au kutolewa kwa kiwango fulani cha joto. Ili kuelezea matukio yanayotokea, sehemu maalum iliundwa - thermochemistry.
Sheria ya Hess
Shukrani kwa sheria ya kwanza ya thermodynamics, iliwezekana kukokotoa athari ya joto kulingana na hali ya mmenyuko wa kemikali. Mahesabu yanategemea sheria ya msingi ya thermochemistry, ambayo ni sheria ya Hess. Tunatoa uundaji wake: athari ya joto ya mabadiliko ya kemikaliinayohusishwa na asili, hali ya awali na ya mwisho ya jambo, haihusiani na jinsi mwingiliano unafanywa.
Ni nini kinafuata kutoka kwa maneno haya? Katika kesi ya kupata bidhaa fulani, hakuna haja ya kutumia chaguo moja tu la kuingiliana, inawezekana kutekeleza majibu kwa njia mbalimbali. Kwa hali yoyote, bila kujali jinsi ya kupata dutu inayotaka, athari ya joto ya mchakato itakuwa thamani sawa. Kuamua, ni muhimu kufupisha athari za joto za mabadiliko yote ya kati. Shukrani kwa sheria ya Hess, ikawa inawezekana kufanya mahesabu ya viashiria vya nambari za athari za joto, ambayo haiwezekani kutekeleza katika calorimeter. Kwa mfano, kwa kiasi joto la malezi ya dutu ya monoxide ya kaboni huhesabiwa kulingana na sheria ya Hess, lakini hautaweza kuamua kwa majaribio ya kawaida. Ndio maana meza maalum za thermochemical ni muhimu sana, ambayo maadili ya nambari yameingizwa kwa vitu anuwai, iliyoamuliwa chini ya hali ya kawaida
Alama muhimu katika hesabu
Ikizingatiwa kuwa joto la uundaji ni athari ya joto ya mmenyuko, hali ya mkusanyiko wa dutu inayohusika ni ya umuhimu mahususi. Kwa mfano, wakati wa kufanya vipimo, ni kawaida kuzingatia grafiti, badala ya almasi, kama hali ya kawaida ya kaboni. Shinikizo na joto pia huzingatiwa, yaani, hali ambazo vipengele vya kujibu vilikuwapo hapo awali. Kiasi hiki cha kimwili kinaweza kuwa na athari kubwa kwenye mwingiliano, kuongeza au kupunguza thamani ya nishati. Kwa mahesabu ya msingi,thermokemia, ni desturi kutumia viashirio maalum vya shinikizo na halijoto.
Masharti ya Kawaida
Kwa vile joto la uundaji wa dutu ni ubainishaji wa ukubwa wa athari ya nishati chini ya hali ya kawaida, tutazitenga kando. Joto kwa mahesabu huchaguliwa 298 K (25 digrii Celsius), shinikizo - 1 anga. Kwa kuongeza, hatua muhimu ya kuzingatia ni ukweli kwamba joto la malezi kwa vitu vyovyote rahisi ni sifuri. Hii ni ya kimantiki, kwa sababu vitu rahisi havijiunda vyenyewe, yaani, hakuna matumizi ya nishati kwa uundaji wao.
Vipengele vya thermokemia
Sehemu hii ya kemia ya kisasa ni ya umuhimu hasa, kwa sababu ni hapa ambapo mahesabu muhimu hufanywa, matokeo maalum hupatikana ambayo hutumiwa katika uhandisi wa nishati ya joto. Katika thermochemistry, kuna dhana nyingi na masharti ambayo ni muhimu kufanya kazi ili kupata matokeo yaliyohitajika. Enthalpy (ΔH) inaonyesha kwamba mwingiliano wa kemikali ulifanyika katika mfumo wa kufungwa, hapakuwa na ushawishi juu ya majibu kutoka kwa reagents nyingine, shinikizo lilikuwa mara kwa mara. Ufafanuzi huu unaturuhusu kuzungumzia usahihi wa hesabu zilizofanywa.
Kulingana na aina gani ya majibu inazingatiwa, ukubwa na ishara ya athari ya joto inaweza kutofautiana kwa kiasi kikubwa. Kwa hiyo, kwa mabadiliko yote yanayohusisha mtengano wa dutu moja tata katika vipengele kadhaa rahisi, ngozi ya joto inachukuliwa. Athari za kuchanganya vitu vingi vya kuanzia kwenye bidhaa moja, ngumu zaidi hufuatana naikitoa kiasi kikubwa cha nishati.
Hitimisho
Wakati wa kutatua tatizo lolote la thermokemikali, kanuni sawa ya vitendo hutumiwa. Kwanza, kwa mujibu wa meza, kwa kila sehemu ya awali, pamoja na bidhaa za majibu, thamani ya joto la malezi imedhamiriwa, bila kusahau hali ya mkusanyiko. Zaidi ya hayo, wakiwa na sheria ya Hess, wanatunga mlinganyo ili kubainisha thamani inayotakikana.
Uangalifu maalum unapaswa kulipwa kwa kuzingatia vigawo vya stereokemikali vilivyopo mbele ya dutu ya awali au ya mwisho katika mlingano mahususi. Ikiwa kuna vitu rahisi katika mmenyuko, basi joto lao la kawaida la malezi ni sawa na sifuri, yaani, vipengele vile haviathiri matokeo yaliyopatikana katika mahesabu. Wacha tujaribu kutumia habari iliyopokelewa kwenye mmenyuko maalum. Ikiwa tutachukua kama mfano mchakato wa malezi ya chuma safi kutoka kwa oksidi ya chuma (Fe3+) kwa kuingiliana na grafiti, basi katika kitabu cha kumbukumbu unaweza kupata maadili ya kiwango cha joto cha malezi. Kwa oksidi ya chuma (Fe3+) itakuwa -822.1 kJ/mol, kwa grafiti (dutu rahisi) ni sawa na sifuri. Kama matokeo ya mmenyuko, monoxide ya kaboni (CO) huundwa, ambayo kiashiria hiki kina thamani ya 110.5 kJ / mol, na kwa chuma kilichotolewa, joto la malezi linalingana na sifuri. Rekodi ya kiwango cha joto cha uundaji wa mwingiliano fulani wa kemikali ina sifa zifuatazo:
ΔHo298=3× (–110.5) – (–822.1)=–331.5 + 822.1=490.6 kJ.
Inachanganuamatokeo ya nambari yaliyopatikana kwa mujibu wa sheria ya Hess, tunaweza kufanya hitimisho la kimantiki kwamba mchakato huu ni mabadiliko ya mwisho wa joto, yaani, inahusisha matumizi ya nishati kwa mmenyuko wa kupunguzwa kwa chuma kutoka kwa oksidi yake ya trivalent.
