Was ist der thermische Effekt der Reaktion?
Obwohl mit dem Begriff "thermische Wirkung" vertraut istDie chemische Reaktion "findet in der Mehrzahl im Chemieunterricht statt, wird jedoch immer häufiger angewendet. Es ist schwer vorstellbar, in welchem Bereich dieses Phänomen nicht angewendet würde.
Wir geben ein Beispiel von nur einigen von ihnen, woEs ist notwendig zu wissen, wie der thermische Effekt der Reaktion ist. Derzeit entwickelt sich die Automobilindustrie rasant: Die Anzahl der Autos wächst jährlich um ein Vielfaches. Die wichtigste Energiequelle für sie ist dabei Benzin (alternative Designs finden bisher nur in einzelnen Prototypen ihre Ausführung). Zur Korrektur der Fackelkraft des Treibstoffes werden spezielle Zusätze verwendet, die die Intensität der Detonation verringern. Ein anschauliches Beispiel ist Monomethylanilin. Wenn es empfangen wird, wird der thermische Effekt der Reaktion berechnet, der in diesem Fall -11-19 kJ / mol beträgt.
Ein anderes Anwendungsgebiet ist das EssenIndustrie. Zweifellos hat jede Person auf die Angabe des Kaloriengehalts eines bestimmten Produktes geachtet. In diesem Fall stehen der Heizwert und der thermische Effekt der Reaktion in direktem Zusammenhang, da Wärme freigesetzt wird, wenn das Lebensmittel oxidiert wird. Wenn Sie Ihre Ernährung basierend auf diesen Daten korrigieren, können Sie eine signifikante Reduktion des Körpergewichts erreichen. Trotz der Tatsache, dass der Wärmeeffekt der Reaktion in Joule gemessen wird, gibt es eine direkte Beziehung zwischen ihnen und Kalorien: 4 J = 1 kcal. Bei Lebensmitteln wird in der Regel die geschätzte Menge (Masse) angegeben.
Wenden wir uns nun der Theorie zu und geben SieDefinition. Der Wärmeeffekt zeigt also die Menge an Wärme an, die vom System freigesetzt oder absorbiert wird, wenn chemische Prozesse in ihm stattfinden. Es ist zu beachten, dass neben Wärme auch Strahlung erzeugt werden kann. Der thermische Effekt der chemischen Reaktion ist numerisch gleich dem Unterschied zwischen den Energieniveaus des Systems: der Anfangs- und der Restwert. Wird im Prozess der Reaktion Wärme aus dem umgebenden Raum aufgenommen, spricht man von einem endothermen Prozess. Dementsprechend ist die Freisetzung von Wärmeenergie charakteristisch für den exothermen Prozess. Sie sind ziemlich einfach zu unterscheiden: Wenn der Wert der Gesamtenergie, die als Folge der Reaktion freigesetzt wird, größer ist als die dafür ausgegebene Energie (zum Beispiel die Wärmeenergie des Verbrennungskraftstoffs), dann ist dies eine exotherme Reaktion. Aber für die Zersetzung von Wasser und Kohle in Wasserstoff und Kohlenmonoxid ist es notwendig, zusätzliche Energie für das Erhitzen aufzuwenden, so dass seine Absorption (Endothermie) stattfindet.
Der thermische Effekt der Reaktion kann unter Verwendung von berechnet werdenbekannte Formeln. In Berechnungen wird der thermische Effekt mit dem Buchstaben Q (oder DH) bezeichnet. Der Unterschied in der Art des Prozesses (endo oder exo), daher Q = - DH. Thermochemische Gleichungen nehmen einen Hinweis auf den thermischen Effekt und die Reagenzien an (korrekte und umgekehrte Berechnung). Die Besonderheit solcher Gleichungen ist die Möglichkeit, die Größe der thermischen Effekte und die Substanzen selbst auf verschiedene Teile zu übertragen. Es ist möglich, die Terme durch Subtraktion oder Addition der Formeln selbst durchzuführen, jedoch unter Berücksichtigung der Aggregatzustände der Substanzen.
Lassen Sie uns ein Beispiel von Verbrennungsreaktionen von Methan, Kohlenstoff, Wasserstoff geben:
1) CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + 890 kJ
2) C + O2 = CO2 + 394 kJ
3) 2H2 + O2 = 2H2O + 572 kJ
Nun subtrahieren wir 2 und 3 von 1 (die rechten Seiten von rechts, die linken Seiten von links).
Als Ergebnis erhalten wir:
CH4 - C - 2 H4 = 890 - 394 - 572 = - 76 kJ.
Wenn alle Teile mit -1 multipliziert werden (den negativen Wert entfernen), erhalten wir:
C + 2H2 = CH4 + 76 kJ / mol.
Wie können Sie das Ergebnis interpretieren? Der thermische Effekt, der auftritt, wenn Methan aus Wasserstoff und Kohlenstoff gebildet wird, beträgt 76 J für jedes Mol des erzeugten Gases. Es folgt auch aus den Formeln, dass die Wärmeenergie freigesetzt wird, das heißt, es ist ein exothermer Prozess. Solche Berechnungen machen es möglich, direkte Laborexperimente zu vermeiden, die oft Schwierigkeiten mit sich bringen.
