Какъв е топлинният ефект на реакцията

Въпреки че е запознат с термина "термичен ефект"химическа реакция "в по-голямата част се среща в часовете по химия, въпреки това се прилага по-широко. Трудно е да си представите някоя област на дейност, където това явление няма да бъде използвано.

Даваме пример само на някои от тях, къдее необходимо да се знае какъв е топлинният ефект на реакцията. В момента автомобилната индустрия се развива с фантастично темпо: броят на автомобилите годишно се увеличава с няколко пъти. В същото време основният източник на енергия за тях е бензинът (алтернативните дизайни досега се срещат само в единични прототипи). За да се коригира силата на изгаряне на горивото, се използват специални добавки, които намаляват интензивността на детонацията. Яркият пример е монометиланилинът. Когато се получи, се изчислява топлинният ефект на реакцията, който в този случай е -11-19 kJ / mol.

Друга област на приложение е хранатаиндустрия. Без съмнение, всяко лице е обърнало внимание на индикацията за калоричното съдържание на даден продукт. В този случай калоричността и топлинният ефект на реакцията са пряко свързани, тъй като топлината се отделя, когато храната се окисли. Коригирайки диетата си въз основа на тези данни, можете да постигнете значително намаляване на телесното тегло. Въпреки факта, че топлинният ефект на реакцията се измерва в джаули, има директна връзка между тях и калории: 4 J = 1 kcal. За хранителните продукти обикновено се посочва прогнозното количество (маса).

Нека сега да се обърнем към теорията и да дадемдефиниция. Така че топлинният ефект показва количеството топлина, отделяна или абсорбирана от системата, когато в нея настъпват химически процеси. Трябва да се има предвид, че в допълнение към топлината може да се генерира и радиация. Топлинен ефект е числено равна на разликата между енергийните нива на системата: на начален и остатъчен. Ако реакцията се извършва за да абсорбира топлината от околната среда, тогава говорим за ендотермичен процес. Съответно освобождаването на топлинна енергия е характерно за екзотермичния процес. Те са доста лесно да се прави разлика, ако стойността на общата енергия, освободена в резултат на реакцията, е по-голяма от тази, потребена за неговото начало (например топлинната енергия на горящото гориво), това отделяне на топлина. Но за разпадане на вода на водород и въглероден оксид и въглероден необходимо да се изхаби допълнителна енергия за отопление, така че притежава неговото усвояване (ендотермия).

Топлинният ефект на реакцията може да се изчисли като се използваизвестни формули. При изчисленията топлинният ефект се обозначава с буквата Q (или DH). Разликата в типа на процеса (endo или exo), следователно Q = - DH. Термохимичните уравнения приемат индикация за топлинния ефект и реагентите (правилно и обратно изчисление). Особеността на тези уравнения е възможността да се прехвърли големината на топлинните ефекти и самите вещества върху различни части. Възможно е да се извърши изваждане или добавяне на самите формули, като се вземат предвид общите състояния на веществата.

Нека да дадем пример за реакции на изгаряне на метан, въглерод, водород:

1) СН4 + 202 = С02 + 2Н20 + 890 kJ

2) С + 02 = СО2 + 394 kJ

3) 2Н2 + 02 = 2Н20 + 572 kJ

Сега изваждаме 2 и 3 от 1 (дясната страна отдясно, ляво-отляво).

В резултат на това получаваме:

СН4-С2Н4 = 890-394-572 = -76 kJ.

Ако всички части се умножат по - 1 (премахване на отрицателната стойност), тогава получаваме:

С + 2Н2 = СН4 + 76 kJ / mol.

Как можете да интерпретирате резултата? Топлинният ефект, който се получава при формирането на метан от водород и въглерод, е 76 J за всеки мол от произведения газ. Също така от формулите произтича, че топлинната енергия ще бъде освободена, т.е. тя е екзотермичен процес. Такива изчисления правят възможно да се избегне необходимостта от директни лабораторни експерименти, които често включват трудности.