THERMOCHEMISTRY: NHỮNG GÌ NÓ NGHIÊN CỨU, LUẬT VÀ ỨNG DỤNG - HÓA HỌC - 2026

Nhiệt hóa xử lý việc nghiên cứu các biến đổi nhiệt được thực hiện trong các phản ứng giữa hai hoặc nhiều loài. Nó được coi là một phần thiết yếu của nhiệt động lực học, nghiên cứu sự chuyển hóa của nhiệt và các dạng năng lượng khác để hiểu hướng phát triển của các quá trình và năng lượng của chúng thay đổi như thế nào.

Tương tự như vậy, cần hiểu rằng nhiệt liên quan đến việc truyền nhiệt năng xảy ra giữa hai vật thể, khi chúng ở các nhiệt độ khác nhau; trong khi nhiệt năng là năng lượng liên quan đến chuyển động ngẫu nhiên mà các nguyên tử và phân tử sở hữu.

Germain Hess, người sáng tạo ra Định luật Hess, nền tảng của nhiệt hóa học

Do đó, trong hầu hết các phản ứng hóa học, năng lượng được hấp thụ hoặc giải phóng bởi nhiệt, việc phân tích các hiện tượng xảy ra thông qua nhiệt hóa học có liên quan rất lớn.

Nhiệt hóa học nghiên cứu những gì?

Như đã đề cập trước đây, nhiệt hóa học nghiên cứu sự thay đổi năng lượng dưới dạng nhiệt xảy ra trong các phản ứng hóa học hoặc khi các quá trình liên quan đến biến đổi vật lý xảy ra.

Theo nghĩa này, cần phải làm rõ một số khái niệm bên trong đối tượng để hiểu rõ hơn về nó.

Ví dụ, thuật ngữ "hệ thống" đề cập đến phân đoạn cụ thể của vũ trụ đang được nghiên cứu, "vũ trụ" được hiểu là xem xét hệ thống và môi trường xung quanh nó (mọi thứ bên ngoài nó).

Vì vậy, một hệ thống thường bao gồm các loài tham gia vào các biến đổi hóa học hoặc vật lý xảy ra trong các phản ứng. Các hệ thống này có thể được phân thành ba loại: mở, đóng và cô lập.

- Hệ thống mở là hệ thống cho phép truyền vật chất và năng lượng (nhiệt) với môi trường xung quanh.

- Trong hệ kín có sự trao đổi năng lượng nhưng không trao đổi vật chất.

- Trong hệ cô lập, không có sự truyền vật chất hoặc năng lượng dưới dạng nhiệt. Các hệ thống này còn được gọi là "đoạn nhiệt".

Luật

Các định luật nhiệt hóa học gắn liền với định luật Laplace và Lavoisier, cũng như định luật Hess, là tiền thân của định luật đầu tiên của nhiệt động lực học.

Nguyên tắc được đưa ra bởi Antoine Lavoisier người Pháp (nhà hóa học và nhà quý tộc quan trọng) và Pierre-Simon Laplace (nhà toán học, vật lý và thiên văn học nổi tiếng) nhận xét rằng “sự thay đổi năng lượng biểu hiện trong bất kỳ biến đổi vật lý hoặc hóa học nào đều có mức độ và ý nghĩa như nhau trái với sự thay đổi năng lượng của phản ứng nghịch ”.

Luật Hess

Tương tự như vậy, định luật do nhà hóa học người Nga gốc Thụy Sĩ, Germain Hess, đưa ra, là nền tảng cho việc giải thích nhiệt hóa học.

Nguyên tắc này dựa trên cách giải thích của ông về định luật bảo toàn năng lượng, đề cập đến thực tế là năng lượng không thể được tạo ra hoặc bị phá hủy, chỉ được chuyển hóa.

Định luật Hess có thể được ban hành theo cách này: "tổng entanpi trong một phản ứng hóa học là như nhau, cho dù phản ứng được thực hiện trong một bước hay theo một trình tự gồm nhiều bước."

Tổng entanpi được cho là phép trừ giữa tổng entanpi của các sản phẩm trừ đi tổng entanpi của các chất phản ứng.

Trong trường hợp thay đổi entanpi tiêu chuẩn của một hệ (trong điều kiện tiêu chuẩn là 25 ° C và 1 atm), nó có thể được tính toán theo phản ứng sau:

ΔH _{phản ứng} = ΣΔH _{(sản phẩm)} - ΣΔH _{(chất phản ứng)}

Một cách khác để giải thích nguyên lý này, khi biết rằng sự thay đổi entanpi đề cập đến sự thay đổi nhiệt trong các phản ứng khi chúng xảy ra ở áp suất không đổi, là bằng cách nói rằng sự thay đổi trong entanpi thực của một hệ không phụ thuộc vào đường đi theo sau. giữa trạng thái ban đầu và trạng thái cuối cùng.

Định luật đầu tiên của nhiệt động lực học

Định luật này về bản chất liên kết với nhiệt hóa học đến nỗi đôi khi người ta nhầm lẫn cái nào là cái truyền cảm hứng cho cái kia; Vì vậy, để làm sáng tỏ định luật này, người ta phải bắt đầu bằng cách nói rằng nó cũng bắt nguồn từ nguyên lý bảo toàn năng lượng.

Vì vậy, nhiệt động lực học không chỉ xem xét nhiệt như một dạng truyền năng lượng (như nhiệt hóa), mà còn liên quan đến các dạng năng lượng khác, chẳng hạn như nội năng (U).

Vì vậy sự biến thiên nội năng của một hệ (ΔU) được cho bởi sự khác biệt giữa trạng thái ban đầu và trạng thái cuối của nó (như được thấy trong định luật Hess).

Xét rằng nội năng được tạo thành từ động năng (chuyển động của các hạt) và thế năng (tương tác giữa các hạt) của cùng một hệ, có thể suy ra rằng có những yếu tố khác góp phần vào việc nghiên cứu trạng thái và tính chất của chúng. hệ thống.

Các ứng dụng

Thermochemistry có nhiều ứng dụng, một số ứng dụng sẽ được đề cập dưới đây:

- Xác định sự thay đổi năng lượng trong các phản ứng nhất định bằng cách sử dụng nhiệt lượng (đo sự thay đổi nhiệt trong các hệ thống cô lập nhất định).

- Khấu trừ những thay đổi entanpi trong hệ thống, ngay cả khi không thể biết được những thay đổi này bằng phép đo trực tiếp.

- Phân tích sự truyền nhiệt sinh ra bằng thực nghiệm khi tạo hợp chất cơ kim với kim loại chuyển tiếp.

- Nghiên cứu sự biến đổi năng lượng (dưới dạng nhiệt) trong các hợp chất phối trí của poliamit với kim loại.

- Xác định entanpi của liên kết kim loại - oxy của β-điketon và β-điketonat liên kết với kim loại.

Như trong các ứng dụng trước đây, nhiệt hóa học có thể được sử dụng để xác định một số lượng lớn các tham số liên quan đến các dạng năng lượng hoặc hàm trạng thái khác, là những tham số xác định trạng thái của hệ thống tại một thời điểm nhất định.

Nhiệt hóa học cũng được sử dụng trong nghiên cứu nhiều tính chất của các hợp chất, như trong phép đo nhiệt lượng chuẩn độ.

Người giới thiệu

1. Wikipedia. (sf). Nhiệt hóa học. Khôi phục từ en.wikipedia.org
2. Chang, R. (2007). Hóa học, ấn bản lần thứ chín. Mexico: McGraw-Hill.
3. LibreTexts. (sf). Thermochemistry - Đánh giá. Lấy từ chem.libretexts.org
4. Tyagi, P. (2006). Nhiệt hóa học. Đã khôi phục từ books.google.co.ve
5. Ribeiro, MA (2012). Nhiệt hóa học và các ứng dụng của nó đối với các hệ thống hóa học và sinh hóa. Lấy từ books.google.co.ve
6. Singh, NB, Das, SS và Singh, AK (2009). Hóa lý, Tập 2. Đã khôi phục từ books.google.co.ve