Quin és l'efecte tèrmic de la reacció?

Encara que la familiaritat amb el terme "efecte tèrmic d'una reacció química" en la majoria es dóna en lliçons de química, no obstant això s'aplica més àmpliament. És difícil imaginar qualsevol àrea d'activitat on aquest fenomen no s'utilitzi.

Anem a donar un exemple de només alguns d'ells, on cal saber quina és l'efecte tèrmic de la reacció. Actualment, la indústria de l'automoció es desenvolupa a un ritme fantàstic: la quantitat d'automòbils augmenta anualment diverses vegades. Al mateix temps, la principal font d'energia per a ells és la gasolina (els dissenys alternatius fins ara només troben la seva realització en prototips individuals). Per corregir la força del combustible, s'utilitzen additius especials que redueixen la intensitat de la detonació. Un exemple viu és la monometilanilina. Quan es rep, es calcula l'efecte tèrmic de la reacció, que en aquest cas és -11-19 kJ / mol.

Un altre camp d'aplicació és la indústria alimentària. Sens dubte, qualsevol persona va prestar atenció a la indicació del contingut calòric d'un determinat producte. En aquest cas, el valor calòric i l'efecte tèrmic de la reacció estan directament relacionats, ja que durant l'oxidació dels aliments, s'allibera calor. Si corregeix la vostra dieta segons aquestes dades, podeu aconseguir una reducció significativa del pes corporal. Malgrat que l'efecte tèrmic de la reacció es mesura en joules, hi ha una relació directa entre ells i les calories: 4 J = 1 kcal. Per als productes alimentaris, normalment s'indica l'import estimat (massa).

Passem ara a la teoria i donem una definició. Així, l'efecte tèrmic indica la quantitat de calor alliberada o absorbida pel sistema quan hi ha processos químics. Cal tenir en compte que, a més de la calor, es pot generar radiació. L'efecte tèrmic de la reacció química és numèricament igual a la diferència entre els nivells d'energia del sistema: la inicial i la residual. Si en el procés de la calor de la reacció s'absorbeix des de l'espai circumdant, es diu el procés endotèrmic. En conseqüència, l'alliberament de l'energia tèrmica és característica del procés exotèrmic. Són bastant senzilles de distingir: si el valor de l'energia total alliberat com a resultat de la reacció resulta més gran que el gasoducte (per exemple, l'energia tèrmica del combustible ardent), aquesta és una exoterma. Però per a la descomposició de l'aigua i el carbó en hidrogen i monòxid de carboni, cal gastar energia addicional en calefacció, per la qual cosa es produeix la seva absorció (endotèrmia).

L'efecte tèrmic de la reacció es pot calcular mitjançant fórmules conegudes. En els càlculs, l'efecte tèrmic es denota per la lletra Q (o DH). La diferència en el tipus de procés (endo o exo), per tant Q = - DH. Les equacions termoquímiques assumeixen una indicació de l'efecte tèrmic i dels reactius (càlcul correcte i invers). La peculiaritat d'aquestes equacions és la possibilitat de transferir la magnitud dels efectes tèrmics i les mateixes substàncies a diferents parts. És possible dur a terme la resta o l'addició a llarg termini de les mateixes fórmules, però tenint en compte els estats agregats de les substàncies.

Anem a donar un exemple de reaccions de combustió del metà, el carboni, l'hidrogen:

1) CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + 890 kJ

2) C + O2 = CO2 + 394 kJ

3) 2H2 + O2 = 2H2O + 572 kJ

Ara restem 2 i 3 des de 1 (els costats de la dreta de la dreta, l'esquerra-des de l'esquerra).

Com a resultat, obtenim:

CH4 - C - 2 H4 = 890 - 394 - 572 = - 76 kJ.

Si totes les parts es multipliquen per - 1 (eliminar el valor negatiu), obtindrem:

C + 2H2 = CH4 + 76 kJ / mol.

Com es pot interpretar el resultat? L'efecte tèrmic que es produeix quan el metà es forma a partir d'hidrogen i carboni és de 76 J per cada mol del gas produït. També es dedueix de les fórmules que s'alliberi l' energia tèrmica , és a dir, que és un procés exotèrmic. Aquests càlculs fan possible evitar la necessitat d'experiments directes de laboratori, que sovint impliquen dificultats.