THERMOCHEMIE: WAT HET BESTUDEERT, WETTEN EN TOEPASSINGEN - CHEMIE - 2026

De thermochemische behandelt de studie van warmtemodificaties die worden uitgevoerd in reacties tussen twee of meer soorten. Het wordt beschouwd als een essentieel onderdeel van de thermodynamica, die de transformatie van warmte en andere soorten energie bestudeert om de richting te begrijpen waarin processen zich ontwikkelen en hoe hun energie varieert.

Evenzo is het essentieel om te begrijpen dat warmte de overdracht van thermische energie inhoudt die plaatsvindt tussen twee lichamen, wanneer ze zich op verschillende temperaturen bevinden; terwijl de thermische energie degene is die wordt geassocieerd met de willekeurige beweging die de atomen en moleculen bezitten.

Germain Hess, de maker van de wet van Hess, fundamenteel voor thermochemie

Daarom, zoals bij bijna alle chemische reacties energie wordt geabsorbeerd of vrijgegeven door middel van warmte, is de analyse van de verschijnselen die optreden door middel van thermochemie van groot belang.

Wat bestudeert thermochemie?

Zoals eerder opgemerkt, bestudeert thermochemie de energieveranderingen in de vorm van warmte die optreden bij chemische reacties of wanneer processen plaatsvinden waarbij fysieke transformaties betrokken zijn.

In die zin is het nodig om bepaalde concepten binnen het onderwerp te verduidelijken voor een beter begrip ervan.

De term 'systeem' verwijst bijvoorbeeld naar het specifieke segment van het universum dat wordt bestudeerd, waarbij 'universum' wordt opgevat als de beschouwing van het systeem en zijn omgeving (alles daarbuiten).

Een systeem bestaat dus over het algemeen uit de soorten die betrokken zijn bij de chemische of fysische transformaties die plaatsvinden in de reacties. Deze systemen kunnen in drie typen worden ingedeeld: open, gesloten en geïsoleerd.

- Een open systeem is een systeem dat de overdracht van materie en energie (warmte) met zijn omgeving mogelijk maakt.

- In een gesloten systeem is er wel de uitwisseling van energie maar niet van materie.

- In een geïsoleerd systeem is er geen overdracht van materie of energie in de vorm van warmte. Deze systemen worden ook wel "adiabatisch" genoemd.

Wetten

De wetten van de thermochemie zijn nauw verbonden met de wet van Laplace en Lavoisier, evenals de wet van Hess, die de voorlopers zijn van de eerste wet van de thermodynamica.

Het principe van de Franse Antoine Lavoisier (belangrijke scheikundige en edelman) en Pierre-Simon Laplace (beroemde wiskundige, natuurkundige en astronoom) review dat 'de verandering in energie die tot uiting komt in elke fysische of chemische transformatie even groot en betekenis heeft in tegenstelling tot de verandering in de energie van de inverse reactie ”.

De wet van Hess

In dezelfde geest is de wet die is opgesteld door de Russische chemicus die oorspronkelijk uit Zwitserland komt, Germain Hess, een hoeksteen voor de uitleg van thermochemie.

Dit principe is gebaseerd op zijn interpretatie van de wet van behoud van energie, die verwijst naar het feit dat energie niet gecreëerd of vernietigd kan worden, alleen getransformeerd.

De wet van Hess kan op deze manier worden uitgevaardigd: "de totale enthalpie in een chemische reactie is hetzelfde, of de reactie nu in één stap wordt uitgevoerd of in een reeks van verschillende stappen."

De totale enthalpie wordt gegeven als de aftrekking tussen de som van de enthalpie van de producten minus de som van de enthalpie van de reactanten.

In het geval van de verandering in de standaardenthalpie van een systeem (onder standaardomstandigheden van 25 ° C en 1 atm), kan dit schematisch worden weergegeven volgens de volgende reactie:

ΔH _reactie = ΣΔH _(producten) - ΣΔH _(reactanten)

Een andere manier om dit principe uit te leggen, wetende dat de enthalpie-verandering verwijst naar de verandering in warmte in reacties wanneer ze plaatsvinden bij constante druk, is door te zeggen dat de verandering in de netto-enthalpie van een systeem niet afhankelijk is van het gevolgde pad. tussen begin- en eindtoestand.

Eerste wet van de thermodynamica

Deze wet is zo intrinsiek verbonden met thermochemie dat het soms verwarrend is welke wet de ander inspireerde; Om een ​​licht te werpen op deze wet moet men dus beginnen met te zeggen dat ze ook geworteld is in het principe van behoud van energie.

Thermodynamica houdt dus niet alleen rekening met warmte als een vorm van energieoverdracht (zoals thermochemie), maar ook met andere vormen van energie, zoals interne energie (U).

Dus de variatie in de interne energie van een systeem (ΔU) wordt gegeven door het verschil tussen de begin- en eindtoestand (zoals te zien in de wet van Hess).

Rekening houdend met het feit dat de interne energie bestaat uit de kinetische energie (beweging van de deeltjes) en de potentiële energie (interacties tussen de deeltjes) van hetzelfde systeem, kan worden afgeleid dat er andere factoren zijn die bijdragen aan de studie van de toestand en eigenschappen van elk systeem.

Toepassingen

Thermochemie heeft meerdere toepassingen, waarvan enkele hieronder worden genoemd:

- Bepaling van de energieveranderingen in bepaalde reacties door middel van calorimetrie (meting van warmteveranderingen in bepaalde geïsoleerde systemen).

- Aftrek van enthalpie-veranderingen in een systeem, zelfs als deze niet door directe meting bekend zijn.

- Analyse van de warmteoverdrachten die experimenteel worden geproduceerd wanneer organometaalverbindingen worden gevormd met overgangsmetalen.

- Studie van energietransformaties (in de vorm van warmte) gegeven in coördinatieverbindingen van polyaminen met metalen.

- Bepaling van de enthalpieën van de metaal-zuurstofbinding van β-diketonen en β-diketonaten gebonden aan metalen.

Net als in eerdere toepassingen, kan thermochemie worden gebruikt om een ​​groot aantal parameters te bepalen die zijn gekoppeld aan andere soorten energie of toestandsfuncties, die de toestand van een systeem op een bepaald moment bepalen.

Thermochemie wordt ook gebruikt bij de studie van talrijke eigenschappen van verbindingen, zoals bij titratiecalorimetrie.

Referenties

1. Wikipedia. (sf). Thermochemie. Opgehaald van en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Chemistry, negende editie. Mexico: McGraw-Hill.
3. LibreTexts. (sf). Thermochemie - een overzicht. Opgehaald van chem.libretexts.org
4. Tyagi, P. (2006). Thermochemie. Opgehaald van books.google.co.ve
5. Ribeiro, MA (2012). Thermochemie en zijn toepassingen op chemische en biochemische systemen. Opgehaald van books.google.co.ve
6. Singh, NB, Das, SS en Singh, AK (2009). Physical Chemistry, Volume 2. Hersteld van books.google.co.ve