- Cosa studia la termochimica?
- Legislazione
- Legge di Hess
- Prima legge della termodinamica
- applicazioni
- Riferimenti
Il termochimico gestisce lo studio delle modificazioni termiche eseguite nelle reazioni tra due o più specie. È considerato una parte essenziale della termodinamica, che studia la trasformazione del calore e di altri tipi di energia per comprendere la direzione in cui si sviluppano i processi e come varia la loro energia.
Allo stesso modo, è fondamentale capire che il calore comporta il trasferimento di energia termica che avviene tra due corpi, quando sono a temperature diverse; mentre l'energia termica è quella che si associa al movimento casuale che gli atomi e le molecole possiedono.
Germain Hess, creatore della Legge di Hess, fondamentale per la termochimica
Pertanto, poiché in quasi tutte le reazioni chimiche l'energia viene assorbita o rilasciata per mezzo del calore, l'analisi dei fenomeni che avvengono attraverso la termochimica è di grande rilevanza.
Cosa studia la termochimica?
Come notato in precedenza, la termochimica studia i cambiamenti energetici sotto forma di calore che avvengono nelle reazioni chimiche o quando avvengono processi che implicano trasformazioni fisiche.
In questo senso, è necessario chiarire alcuni concetti all'interno del soggetto per una migliore comprensione di esso.
Ad esempio, il termine "sistema" si riferisce al segmento specifico dell'universo che viene studiato, "universo" inteso come la considerazione del sistema e dei suoi dintorni (tutto ciò che è esterno ad esso).
Quindi, un sistema generalmente è costituito dalle specie coinvolte nelle trasformazioni chimiche o fisiche che avvengono nelle reazioni. Questi sistemi possono essere classificati in tre tipi: aperti, chiusi e isolati.
- Un sistema aperto è quello che consente il trasferimento di materia ed energia (calore) con l'ambiente circostante.
- In un sistema chiuso c'è lo scambio di energia ma non di materia.
- In un sistema isolato, non c'è trasferimento di materia o energia sotto forma di calore. Questi sistemi sono anche conosciuti come "adiabatici".
Legislazione
Le leggi della termochimica sono strettamente legate alla legge di Laplace e Lavoisier, così come alla legge di Hess, che sono i precursori della prima legge della termodinamica.
Il principio avanzato dal francese Antoine Lavoisier (importante chimico e nobile) e Pierre-Simon Laplace (famoso matematico, fisico e astronomo) rivedono che "l'alterazione dell'energia che si manifesta in qualsiasi trasformazione fisica o chimica ha uguale grandezza e significato contrariamente all'alterazione dell'energia della reazione inversa ”.
Legge di Hess
Allo stesso modo, la legge formulata dal chimico russo originario della Svizzera, Germain Hess, è una pietra angolare per la spiegazione della termochimica.
Questo principio si basa sulla sua interpretazione della legge di conservazione dell'energia, che si riferisce al fatto che l'energia non può essere creata o distrutta, ma solo trasformata.
La legge di Hess può essere attuata in questo modo: "l'entalpia totale in una reazione chimica è la stessa, sia che la reazione venga eseguita in una fase o in una sequenza di più fasi".
L'entalpia totale è data come la sottrazione tra la somma dell'entalpia dei prodotti meno la somma dell'entalpia dei reagenti.
Nel caso di variazione dell'entalpia standard di un sistema (in condizioni standard di 25 ° C e 1 atm), può essere schematizzata secondo la seguente reazione:
ΔH reazione = ΣΔH (prodotti) - ΣΔH (reagenti)
Un altro modo per spiegare questo principio, sapendo che la variazione di entalpia si riferisce alla variazione di calore nelle reazioni quando avvengono a pressione costante, è dicendo che la variazione dell'entalpia netta di un sistema non dipende dal percorso seguito. tra stato iniziale e finale.
Prima legge della termodinamica
Questa legge è così intrinsecamente legata alla termochimica che a volte viene confuso quale sia stata quella che ha ispirato l'altra; Quindi, per fare luce su questa legge, bisogna iniziare col dire che è radicata anche nel principio di conservazione dell'energia.
Quindi la termodinamica non prende in considerazione solo il calore come una forma di trasferimento di energia (come la termochimica), ma coinvolge anche altre forme di energia, come l'energia interna (U).
Quindi la variazione dell'energia interna di un sistema (ΔU) è data dalla differenza tra i suoi stati iniziale e finale (come si vede nella legge di Hess).
Considerando che l'energia interna è costituita dall'energia cinetica (movimento delle particelle) e dall'energia potenziale (interazioni tra le particelle) dello stesso sistema, si può dedurre che ci sono altri fattori che contribuiscono allo studio dello stato e delle proprietà di ciascuno sistema.
applicazioni
La termochimica ha molteplici applicazioni, alcune di queste saranno menzionate di seguito:
- Determinazione delle variazioni di energia in alcune reazioni mediante calorimetria (misurazione delle variazioni di calore in alcuni sistemi isolati).
- Deduzione delle variazioni di entalpia in un sistema, anche quando queste non possono essere conosciute mediante misurazione diretta.
- Analisi dei trasferimenti di calore prodotti sperimentalmente quando si formano composti organometallici con metalli di transizione.
- Studio delle trasformazioni energetiche (sotto forma di calore) date in composti di coordinazione di poliammine con metalli.
- Determinazione delle entalpie del legame metallo-ossigeno di β-dichetoni e β-dichetonati legati ai metalli.
Come nelle applicazioni precedenti, la termochimica può essere utilizzata per determinare un gran numero di parametri associati ad altri tipi di energia o funzioni di stato, che sono quelli che definiscono lo stato di un sistema in un dato momento.
La termochimica viene utilizzata anche nello studio di numerose proprietà dei composti, come nella calorimetria di titolazione.
Riferimenti
- Wikipedia. (Sf). Termochimica. Estratto da en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Chimica, nona edizione. Messico: McGraw-Hill.
- LibreTexts. (Sf). Termochimica: una revisione. Estratto da chem.libretexts.org
- Tyagi, P. (2006). Termochimica. Recupero da books.google.co.ve
- Ribeiro, MA (2012). Termochimica e sue applicazioni ai sistemi chimici e biochimici. Ottenuto da books.google.co.ve
- Singh, NB, Das, SS e Singh, AK (2009). Chimica fisica, volume 2. Estratto da books.google.co.ve