حرارة التعليم ما هو؟

دعونا نتحدث عن ما يشكل حرارة تشكيل، وأيضا تحديد تلك الظروف التي تسمى المعيار. من أجل فهم هذه المسألة، سوف نقوم بتوضيح الاختلافات بين المواد البسيطة والمعقدة. ولتعزيز مفهوم "حرارة التشكيل"، سننظر في المعادلات الكيميائية المحددة.

إنثالبي القياسية لتشكيل المواد

في تفاعل الكربون مع غاز الهيدروجين، يتم تحرير 76 كيلو جول من الطاقة. في هذه الحالة، وهذا الرقم هو التأثير الحراري للتفاعل الكيميائي. ولكن هذا هو أيضا حرارة تشكيل جزيء الميثان من مواد بسيطة. "لماذا؟" - تسأل. ويوضح ذلك حقيقة أن المكونات الأولية كانت الكربون والهيدروجين. 76 كج / مول ستكون الطاقة التي يدعوها الكيميائيون "حرارة التشكيل".

جداول البيانات

في الكيمياء الحرارية هناك العديد من الجداول، التي يشار إليها مع ارتفاع درجات الحرارة من تشكيل مختلف المواد الكيميائية من مواد بسيطة. على سبيل المثال، حرارة تشكيل مادة، الصيغة التي كو ₂ ، في حالة الغازية هو 393.5 كج / مول.

معنى عملي

لماذا نحتاج إلى هذه القيم؟ حرارة التشكيل هي الكمية التي يتم استخدامها عند حساب التأثير الحراري لأي عملية كيميائية. من أجل تنفيذ هذه الحسابات، وسوف يكون مطلوبا تطبيق قانون الكيمياء الحرارية.

الكمياء الحرارية

هو القانون الأساسي الذي يفسر عمليات الطاقة التي لوحظت في عملية التفاعل الكيميائي. خلال التفاعل، لوحظت التحولات النوعية في نظام التفاعل. بعض المواد تختفي، تظهر مكونات جديدة بدلا من ذلك. ويرافق مثل هذه العملية تغيير في نظام الطاقة الداخلية، يتجلى في شكل العمل أو الحرارة. العمل المرتبط مع التوسع، للتحولات الكيميائية، لديه قيمة الحد الأدنى. الحرارة التي يتم تحريرها عندما يتم تحويل عنصر واحد إلى مادة أخرى يمكن أن تكون كمية كبيرة.

إذا نظرنا في التحولات المختلفة، لوحظ امتصاص أو انبعاث كمية معينة من الحرارة لجميع تقريبا. لشرح الظواهر التي تحدث، تم إنشاء قسم خاص - الكيمياء الحرارية.

قانون هيسي

وبفضل المبدأ الأول للديناميكا الحرارية، أصبح من الممكن حساب التأثير الحراري اعتمادا على شروط تنفيذ التفاعل الكيميائي. وتستند الحسابات على القانون الأساسي للالكيمياء الحرارية، وهي قانون هيس. دعونا نعطي صياغته: يرتبط التأثير الحراري للتحول الكيميائي مع الطبيعة، والحالة الأولية والنهائية للمادة، فإنه لا يرتبط مع طريقة التفاعل.

ما يلي من هذه الصيغة؟ في حالة الحصول على منتج معين، فإنه ليس من الضروري استخدام خيار التفاعل واحد فقط، فمن الممكن لتنفيذ رد فعل في مجموعة متنوعة من الطرق. في أي حال، بغض النظر عن كيفية الحصول على المادة المطلوبة، سوف يكون التأثير الحراري للعملية دون تغيير. لتحديد ذلك، نحن بحاجة إلى تلخيص الآثار الحرارية لجميع التحولات المتوسطة. بفضل قانون هيس، أصبح من الممكن إجراء العمليات الحسابية العددية للآثار الحرارية، والتي لا يمكن القيام به في المسعر. على سبيل المثال، يتم حساب كمية تشكيل مادة أول أكسيد الكربون كميا وفقا لقانون هيس، ولكن من خلال التجارب العادية التي لن تكون قادرة على تحديد ذلك. هذا هو السبب في الجداول الكيميائية الحرارية الخاصة هي مهمة جدا، حيث القيم العددية لمختلف المواد، تحدد في ظل ظروف قياسية

نقاط هامة في الحسابات

وبالنظر إلى حقيقة أن حرارة التشكيل هي التأثير الحراري للتفاعل، فإن الحالة الكلية للمادة المعنية ذات أهمية خاصة. على سبيل المثال، في إجراء القياسات، ويعتبر الجرافيت أن تكون دولة الكربون القياسية، وليس الماس. أيضا أن تأخذ في الاعتبار الضغط ودرجة الحرارة، وهذا هو، والظروف التي مكونات رد فعل موجودة أصلا. هذه الكميات الفيزيائية يمكن أن تمارس تأثيرا كبيرا على التفاعل، زيادة أو نقصان كمية الطاقة. من أجل إجراء الحسابات الأساسية، فمن المعتاد استخدام مؤشرات الضغط ودرجة الحرارة محددة في الكيمياء الحرارية.

الشروط القياسية

منذ حرارة تشكيل مادة هو تحديد حجم تأثير الطاقة على وجه التحديد في ظل الظروف القياسية، ونحن واحد منهم بشكل منفصل. يتم اختيار درجة الحرارة للحسابات 298 K (25 درجة مئوية)، والضغط هو 1 الغلاف الجوي. وبالإضافة إلى ذلك، هناك نقطة هامة لإيلاء الاهتمام ل هو حقيقة أن حرارة تشكيل لأي مواد بسيطة هي صفر. هذا أمر منطقي، لأن المواد البسيطة لا تشكل نفسها، وهذا هو، لا يوجد أي إنفاق من الطاقة لحدوثها.

عناصر الكيمياء الحرارية

هذا القسم من الكيمياء الحديثة له أهمية خاصة، لأنه هنا يتم إجراء حسابات هامة، ويتم الحصول على نتائج ملموسة التي تستخدم في هندسة الطاقة الحرارية. في الكيمياء الحرارية هناك العديد من المفاهيم والمصطلحات التي من المهم أن تعمل من أجل الحصول على النتائج المرجوة. ويشير التحاليل (ΔH) إلى أن التفاعل الكيميائي حدث في نظام مغلق، ولم يكن هناك أي تأثير على التفاعل من المواد المتفاعلة الأخرى، وكان الضغط ثابتا. هذا الصقل يسمح لنا للحديث عن دقة الحسابات.

واعتمادا على نوع التفاعل الذي يفكرون فيه، يمكن أن يختلف حجم وتوقع التأثير الحراري الناتج اختلافا كبيرا. وهكذا، بالنسبة لجميع التحولات التي تنطوي على تحلل مادة واحدة معقدة في عدة مكونات أبسط، ويفترض امتصاص الحرارة. وترافق ردود الفعل من الجمع بين المواد بدءا متعددة في منتج واحد، أكثر تعقيدا من قبل الافراج عن كمية كبيرة من الطاقة.

استنتاج

عند حل أي مشكلة كيميائية، يتم استخدام نفس خوارزمية الإجراءات. أولا، وفقا للجدول، يتم تحديد قيمة حرارة تشكيل لكل عنصر الأولي، وكذلك لمنتجات التفاعل، دون أن ننسى حالة التجميع. بعد ذلك، مسلحين بقانون هيس، يشكلون المعادلة لتحديد القيمة المطلوبة.

وينبغي إيلاء اهتمام خاص لمراعاة المعاملات المجسمة الكيميائية المتاحة قبل المواد الأولية أو النهائية في معادلة معينة. إذا كانت هناك مواد بسيطة في التفاعل، ثم الحرارة القياسية لتشكيلها هي صفر، وهذا هو، هذه المكونات لا تؤثر على النتيجة التي تم الحصول عليها في الحسابات. سنحاول استخدام المعلومات التي تم الحصول عليها على رد فعل معين. إذا أخذنا كمثال على عملية تشكيل المعدن النقي من أكسيد الحديد (الحديد ^{3 +} ) من خلال التفاعل مع الجرافيت، ثم في كتيب يمكننا أن نجد قيم الحرارة القياسية للتشكيل. لأكسيد الحديد (الحديد ^{3 +} )، فمن -822.1 كج / مول، لالجرافيت (مسألة بسيطة) هو صفر. نتيجة للتفاعل، يتم تشكيل أول أكسيد الكربون (كو)، والذي له هذا الرقم قيمة 110.5 كج / مول، وبالنسبة للحديد المحررة، حرارة تشكيل يتوافق مع الصفر. يتميز تسجيل الحرارة القياسية لتكوين تفاعل كيميائي معين على النحو التالي:

ΔH _о 298 = 3 × (-110.5) - (-822.1) = -331.5 + 822.1 = 490.6 كج.

تحليل النتيجة العددية التي حصل عليها قانون هيس، يمكن للمرء أن يخلص إلى استنتاج منطقي أن هذه العملية هو التحول للحرارة، وهذا هو، أنه ينطوي على إنفاق الطاقة على رد فعل الحد من الحديد من أكسيد التكافؤ لها.