Pe parcursul reacțiilor chimice, au loc procese de eliberare sau absorbție a energiei. Cel mai adesea este sub formă de căldură, dar poate exista o altă natură. Eliberarea sau absorbția de energie sub formă de căldură se numește efectele termice ale reacțiilor chimice. Sunt marcate cu litera latină Î și sunt măsurate în kilojoule (KJ).

Termochimie este partea chimiei care studiază efectele termice.

Efectul termic al reacției exoterme și al reacției endotermice

Când o reacție chimică este însoțită de eliberarea de căldură, aceasta se numește exotermă și are efect de căldură pozitiv (+ Q). Următorul este atașat reacție exotermă - stingerea varului viu (oxid de calciu și apă) care eliberează suficientă căldură pentru a găti un ou:

Când o reacție chimică este însoțită de absorbția căldurii, aceasta se numește endotermă și are efect negativ de căldură (- Q). Dat ca exemplu reacție endotermică este între hidroxid de bariu și clorură de amoniu, unde temperatura scade la -5 ° C (poate îngheța apa):

Procesele de dizolvare sunt, de asemenea, însoțite de efecte termice. De exemplu, solvatarea hidroxidului de sodiu este un proces exoterm în care se formează o bază de sodiu.

abritvs

O mare parte din sticlăria de laborator este concepută pentru a rezista la temperaturi ridicate și scăzute

Echilibrul energetic, căldura de formare și căldura de ardere

În reacțiile exoterme energia totală a sistemului scade, deoarece se eliberează căldură. Produsele rezultate sunt mai stabile decât reactivii.

În reacțiile endotermice energia totală a sistemului crește, deoarece căldura este absorbită. Produsele rezultate sunt mai instabile decât materiile prime.

Efectul termic al reacțiilor chimice depinde întotdeauna de temperatura ambiantă. Pentru reacțiile chimice în care se observă o modificare a volumului sistemului, efectul lor termic depinde și de presiune.

Cantitatea de căldură, care trebuie ingerat sau separat pentru a forma un mol dintr-un compus chimic ca urmare a unei reacții chimice care apare în condiții normale (1 presiune atmosferică și temperatura 25 ° C) în care reactivii de pornire sunt substanțe simple se numește căldura de formare a substanței chimice. Se măsoară în kilojuli pe mol (Kj/mol). Cu cât este mai mare cantitatea de căldură degajată, cu atât compusul rezultat este mai stabil și invers.

Căldura de formare a substanțelor simple este considerată zero.

Cantitatea de căldură, care este eliberat sau absorbit prin arderea unui mol de substanță într-un mediu de oxigen pentru a obține oxizii superiori corespunzători ai elementelor sale constitutive, se numește căldura de ardere. Foarte des pe pachetele cu alimente puteți vedea valoarea lor energetică măsurată în kilojoule sau calorii pe gram. Același lucru este valabil și pentru combustibili. Aceste valori energetice reflectă căldura de ardere a cantității corespunzătoare a acestora.

Legile în termochimie

Legea lui Hess: efectul termic total al oricărei reacții chimice care are loc într-un sistem închis depinde doar de starea inițială și finală a sistemului, indiferent de reacțiile intermediare prin care trece. Legea lui Hess este o consecință a legea conservării energiei. Suma efectelor termice ale reacțiilor intermediare dă efectul termic total al ecuației reacției generale.

O altă consecință a legii conservării energiei este Legea Lavoisier-Laplace: Formarea unui compus chimic eliberează (sau absoarbe) exact atâta energie cât absoarbe (sau eliberează) în reacția inversă a descompunerii sale în produse de pornire.

Efectul termic al unei reacții este egal cu suma căldurilor de formare a produselor, fiecare dintre acestea fiind înmulțit cu coeficientul său molar corespunzător (n), minus suma căldurilor de formare a reactivilor, de asemenea fiecare înmulțit cu coeficientul său molar corespunzător.

A și B sunt reactivi, a D și C sunt produse; n (de la 1 la 4) sunt respectiv numărul de moli cu care substanțele participă la reacție. Qobr este căldura de formare.

Căldura de formare a substanțelor simple este zero și nu este luată în considerare la calcularea efectului termic total al reacției.