Apakah kesan terma reaksi itu

Walaupun kebiasaan dengan istilah "kesan haba tindak balas kimia" dalam majoriti berlaku dalam pelajaran kimia, namun ia digunakan secara meluas. Sukar untuk membayangkan mana-mana kawasan aktiviti di mana fenomena ini tidak akan digunakan.

Marilah kita memberi contoh hanya sebahagian daripada mereka, di mana perlu mengetahui kesan haba tindak balas itu. Pada masa ini, industri automotif berkembang pada kadar yang hebat: bilangan kereta setiap tahun meningkat beberapa kali. Pada masa yang sama, sumber tenaga utama bagi mereka adalah petrol (reka bentuk alternatif setakat ini mencari penjelmaan mereka hanya dalam prototaip tunggal). Untuk membetulkan kekuatan suar bahan api, bahan tambahan khas digunakan untuk mengurangkan keamatan letupan. Contoh yang jelas adalah monometylaniline. Apabila diterima, kesan haba tindak balas dikira, yang dalam kes ini ialah -11-19 kJ / mol.

Satu lagi bidang aplikasi ialah industri makanan. Tidak syak lagi, mana-mana orang memberi perhatian kepada petunjuk kandungan kalori produk tertentu. Dalam kes ini, nilai kalori dan kesan terma tindak balas secara langsung berkaitan, kerana semasa pengoksidaan haba makanan dilepaskan. Membetulkan diet anda berdasarkan data ini, anda boleh mencapai pengurangan ketara dalam berat badan. Walaupun hakikat haba kesan tindak balas diukur dalam joules, terdapat hubungan langsung antara mereka dan kalori: 4 J = 1 kcal. Untuk produk makanan, anggaran jumlah (jisim) biasanya ditunjukkan.

Mari kita beralih kepada teori dan beri definisi. Oleh itu, kesan haba menunjukkan jumlah haba yang dikeluarkan atau diserap oleh sistem apabila proses kimia berlaku di dalamnya . Perlu diingat bahawa sebagai tambahan kepada haba, radiasi boleh dijana. Kesan terma reaksi kimia bersamaan dengan perbezaan antara tahap tenaga sistem: awal dan sisa. Jika dalam proses haba tindak balas diserap dari ruang sekeliling, maka proses endotermik dikatakan. Oleh itu, pembebasan tenaga haba adalah ciri proses eksotermik. Mereka agak mudah untuk membezakan: jika nilai tenaga yang dikeluarkan sebagai hasil reaksi ternyata lebih besar daripada yang dibelanjakan untuknya (contohnya, tenaga haba bahan bakar terbakar), maka ini adalah eksotermik. Tetapi untuk penguraian air dan arang batu ke dalam hidrogen dan karbon monoksida, perlu mengeluarkan tenaga tambahan pada pemanasan, jadi penyerapannya (endothermy) berlaku.

Kesan terma reaksi dapat dikira menggunakan formula yang diketahui. Dalam pengiraan, kesan termal dilambangkan dengan huruf Q (atau DH). Perbezaan dalam jenis proses (endo atau exo), oleh itu Q = - DH. Persamaan termokimia menganggap penunjuk kesan haba dan reagen (pengiraan yang betul dan terbalik). Keanehan persamaan semacam itu adalah kemungkinan memindahkan magnitud kesan haba dan bahan-bahan itu sendiri ke bahagian yang berlainan. Adalah mungkin untuk melakukan penolakan jangka panjang atau penambahan formula itu sendiri, tetapi dengan mengambil kira keadaan agregat bahan tersebut.

Marilah kita memberi contoh tindak balas pembakaran metana, karbon, hidrogen:

1) CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + 890 kJ

2) C + O2 = CO2 + 394 kJ

3) 2H2 + O2 = 2H2O + 572 kJ

Sekarang tolak 2 dan 3 dari 1 (bahagian kanan dari kanan, kiri dari kiri).

Akibatnya, kami dapat:

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

Jika semua bahagian didarab dengan - 1 (keluarkan nilai negatif), maka kami dapat:

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

Bagaimanakah anda boleh mentafsirkan hasilnya? Kesan haba yang berlaku apabila metana terbentuk daripada hidrogen dan karbon adalah 76 J bagi setiap tahi lalat gas yang dihasilkan. Ia juga mengikuti formula yang menyatakan bahawa tenaga haba akan dibebaskan, iaitu, ia merupakan proses eksotermik. Pengiraan sedemikian memungkinkan untuk mengelakkan keperluan eksperimen makmal langsung, yang sering melibatkan kesukaran.