Jaký je tepelný účinek reakce

I když je známo termín "tepelný efektchemická reakce "se většinou vyskytuje v hodinách chemie, přesto se uplatňuje širší. Je obtížné si představit nějakou oblast činnosti, kde by tento jev nebyl použit.

Uvádíme příklad pouze některých z nich, kdeje třeba vědět, jaký je tepelný účinek reakce. Automobilový průmysl se v současné době vyvíjí fantastickým tempem: počet vozidel ročně se několikrát zvyšuje. Zároveň je pro ně hlavním zdrojem energie benzín (alternativní konstrukce dosud nacházejí jejich ztvárnění pouze u jednotlivých prototypů). Pro korekci síly paliva se používají speciální přísady, které snižují intenzitu detonace. Živým příkladem je monomethylanilin. Po přijetí se vypočítá tepelný účinek reakce, což je v tomto případě -11 až 19 kJ / mol.

Další oblastí použití je jídloprůmyslu. Není pochyb o tom, že každá osoba věnovala pozornost údajům o kalorickém obsahu konkrétního produktu. V tomto případě je výhřevnost a tepelný účinek reakce přímo spojeny, protože se uvolňuje teplo, když je potravina oxidována. Při korekci stravy na základě těchto údajů můžete dosáhnout výrazného snížení tělesné hmotnosti. Navzdory skutečnosti, že tepelný účinek reakce se měří v joulech, existuje přímý vztah mezi nimi a kalorií: 4 J = 1 kcal. U potravinářských výrobků se obvykle odhaduje odhadované množství (hmotnost).

Teď se obrátíme k teorii a dávámedefinice. Tepelný efekt tedy udává množství tepla uvolněného nebo absorbovaného ze systému, když se v něm vyskytují chemické procesy. Je třeba mít na paměti, že kromě tepla může být generováno záření. Tepelný účinek chemické reakce je číselně roven rozdílu mezi energetickými úrovněmi systému: počáteční a zbytkový. Pokud je proces reakčního tepla absorbován z okolního prostoru, pak je uveden endotermický proces. Proto je pro exotermický proces charakteristické uvolňování tepelné energie. Jsou docela snadné rozlišovat: jestliže hodnota celkové energie uvolněné v důsledku reakce je větší než energie spotřebovaná pro ni (například tepelná energie spalovacího paliva), pak je to exotermní reakce. Ale pro rozklad vody a uhlí na vodík a oxid uhelnatý je nutné vyčerpat další energii při ohřevu, takže dochází k jeho absorpci (endotermii).

Tepelný účinek reakce lze vypočítat za použitíznámých vzorců. Ve výpočtech je tepelný efekt označen písmenem Q (nebo DH). Rozdíl v typu procesu (endo nebo exo), tedy Q = - DH. Termochemické rovnice předpokládají označení tepelného účinku a činidel (správný a reverzní výpočet). Zvláštností těchto rovnic je možnost přenášet velikost tepelných účinků a samotných látek na různé části. Je možné provést termín po odečtení nebo přidání vzorců samotných, ale s ohledem na souhrnné stavy těchto látek.

Uveďme příklad reakcí spalování methanu, uhlíku, vodíku:

1) CH4 + 2O2 = C02 + 2H20 + 890 kJ

2) C + O2 = C02 + 394 kJ

3) 2H2 + 02 = 2H20 + 572 kJ

Nyní odečteme 2 a 3 z 1 (pravá strana vpravo, vlevo-zleva).

Výsledkem je:

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

Pokud jsou všechny části vynásobeny - 1 (odstranění záporné hodnoty), dostaneme:

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

Jak můžete interpretovat výsledek? Tepelný účinek, k němuž dochází při vytváření methanu z vodíku a uhlíku, je 76 J na každý mol vyrobeného plynu. Z vzorce také vyplývá, že tepelná energie se uvolní, to znamená, že je to exotermní proces. Takové výpočty umožňují vyloučit potřebu přímých laboratorních experimentů, které často zahrnují obtíže.