反応の熱効果とは何か

教育:

「熱効果」という用語に精通しているにもかかわらず大部分の化学反応は化学授業で起こるが、より広範に適用される。この現象が使用されないような活動領域は想像するのが難しい。

いくつかの例だけを示します。反応の熱効果が何であるかを知ることが必要である。現在、自動車産業はすばらしいペースで発展しています。自動車の台数は年々数倍に増えています。同時に、それらのための主なエネルギー源はガソリンである(代替設計はこれまでのところ単一の試作品でしか実施できない)。燃料のフレア力を補正するために、特別な添加剤が使用され、これはデトネーションの強度を低下させる。鮮明な例はモノメチルアニリンである。それが受け取られると、反応の熱効果が計算され、この場合には-11〜19kJ / molである。

アプリケーションの別の分野は食品です業界。間違いなく、特定の製品のカロリー含有量の表示に注意を払った人がいました。この場合、食品の酸化時に熱が放出されるため、発熱量と反応の熱効果が直接関係しています。これらのデータに基づいて食事を補正すれば、体重を大幅に減らすことができます。反応の熱効果がジュールで測定されるという事実にもかかわらず、それらとカロリーとの間には直接の関係がある:4J = 1kcal。食品については、通常、推定量(質量)が示される。

理論に目を向けると定義。したがって、熱効果は、化学プロセスが発生したときにシステムによって放出または吸収される熱の量を示します。熱に加えて、放射が生成されることを覚えておく必要があります。化学反応の熱効果は、システムのエネルギーレベルの差(初期値と残留値)と数値的に等しくなります。反応の過程において、熱が周囲の空間から吸収される場合、吸熱過程が言われる。したがって、熱エネルギーの放出は、発熱プロセスの特徴である。それらは区別するのが非常に簡単です:反応の結果放出される総エネルギーの値が、それに費やされるエネルギー(例えば、燃焼燃料の熱エネルギー)より大きい場合、これは発熱です。しかし、水と石炭を水素と一酸化炭素に分解するためには、追加のエネルギーを加熱に費やす必要があるため、吸収(吸熱)が起こります。

反応の熱効果は、既知の公式。計算では、熱効果は文字Q(またはDH)で示されます。プロセスの種類(endoまたはexo)の違い、したがってQ = -HH。熱化学方程式は、熱効果および試薬(正解および逆計算)の表示を仮定する。このような式の特異性は、熱影響の大きさと物質そのものを異なる部分に移す可能性である。式自体の減算または加算を行うことは可能ですが、物質の集合状態を考慮してください。

メタン、炭素、水素の燃焼反応の例を挙げてみましょう:

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

2)C + O2 = CO2 + 394kJ

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

今度は、1から2と3を減算します(右の部分は右から、左からは左です)。

その結果、

CH4-C-2H4 = 890-394-572 = -76kJ。

すべての部分に-1を掛けた場合(負の値を取り除く)、次のようになります。

C + 2H2 = CH4 + 76kJ / mol。

どのように結果を解釈できますか? 水素と炭素からメタンを生成する際に生じる熱的効果は、生成されたガス1モルにつき76Jとなる。また、熱エネルギーが放出されるという式から、すなわち、発熱過程について話している。このような計算は、しばしば困難を伴う直接実験室実験の必要性を回避する。

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