Procese chimice Energie
Conversia chimică este un salt cuantic în care unele substanțe dispar și apar altele. Această transpoziție are loc atunci când structura electronică a atomilor, ioni și molecule însoțit de eliberarea sau absorbția de căldură, lumină, energie electrică, etc. prin transformarea energiei chimice în alte forme de energie.
Efecte de energie Studiile reacții chimice termochimie. Datele privind efectele energiei sunt folosite pentru a determina orientarea proceselor chimice pentru calcularea balanțele energetice ale proceselor tehnologice, etc. Ele pot fi folosite pentru a calcula temperatura de combustie a diferitelor substanțe și materiale rezistente la temperaturi foc, etc.
starea sistemului (substanța sau substanțele în mod colectiv) descriu utilizarea unui număr de parametri de stat t, p, m. Pentru caracterizarea stării sistemului și schimbările care au loc în ea, de asemenea, important să se cunoască schimbarea proprietăților sistemului, cum ar fi interne de energie U, H entalpie său, entropia S, energia Gibbs (potențial izobară-izotermă) G. Prin modificarea acestor proprietăți ale sistemului pot fi văzute, în special, proceselor energetice.
Reacțiile chimice sunt de obicei efectuate la volum constant V = const, V = 0 (de exemplu, într-o autoclavă) sau la o presiune constantă p = const (de exemplu, într-un balon deschis), adică este respectiv procese izocoră sau izobare.
efect energetic al procesului chimic se datorează modificărilor energiei interne sau entalpia sistemului U H. Energia internă a sistemului este numită energia tuturor tipurilor de mișcare și a interacțiunii corpurilor sau a particulelor care compun sistemul (energia cinetică a energiei de interacțiune intermoleculară a mișcării de rotație, de vibrație a atomilor și grupe în moleculă, energia interacțiunii dintre electroni și nuclee).
Să presupunem că un sistem datorită absorbției de căldură q trece de la starea 1 la starea 2. În general, această căldură este consumată într-o schimbare de interne a energiei U a sistemului și pentru a realiza un lucru împotriva forțelor externe A sau.
Ecuația de mai sus exprimă legea conservării energiei (care este, de asemenea, numit prima lege a termodinamicii), adică Aceasta înseamnă că valoarea modificării interne a energiei și sistem perfect (sau mai sus), locul de muncă este raportată (sau închiriate de aceasta) de căldură. Astfel, în cazul în care căldura comunică gaz din cilindru, pistonul este închis, gazul este încălzit în primul rând, și anume creșterile sale interne de energie, și în al doilea rând, extinderea, adică produce ridicarea pistonului de lucru A.
În general, trebuie remarcat faptul că nici alimentarea sistemului de operare de căldură sau de rezervă nu are. Sistemul are o sursă de energie internă și căldură și spectacol de lucru în ce fel schimbarea de energie internă a sistemului.
Pentru reacții chimice în cadrul funcționării împotriva forțelor externe a însemnat în principal o activitate împotriva unei presiuni exterioare. Într-o primă aproximare (pentru p = const) este egală cu produsul sistemului de presiune p V pentru a modifica volumul în timpul tranziției de la starea 1 la starea 2:
Când procesul de izocoră (V = const), deoarece are loc modificarea volumului sistemului, A = 0. Apoi, trecerea sistemului de la starea 1 la starea 2 corespunde egalității. Astfel, dacă o reacție chimică are loc la volum constant, absorbția căldurii sau excreția de qv asociată cu o modificare a energiei interne a sistemului.
Când procesul de izobară (p = const) efectul termic Qr este:
Apoi qp = H2 H1 = H.
Valoarea H se numește entalpia. Entalpia poate fi considerată ca energia sistemului extins. Astfel, în cazul în care energia procesului izocoră reacției este schimbarea în energia internă a sistemului. în cazul procesului de izobară aceasta este egală cu variația de entalpie a sistemului.
Modificările chimice și fizice în sistem, de obicei însoțită de eliberarea sau absorbția căldurii. Cea mai mare căldură, care poate fi accesat printr-un proces chimic la această temperatură, procesul este numit efect termic. Procese în chimie, în care căldura este eliberat sunt numite exotermă și procese în care căldura este absorbită - endoterm. Efectele termice ale reacțiilor exoterme în termochimic considerate ca fiind caracteristici pozitive și negative ale endotermă. Spre deosebire de termodinamicii chimice termochimic In schimb, valorile pozitive sunt luate pentru căldură (Q), absorbită de sistem. Pentru a reconcilia un sistem de semne, procesul efect termic va fi notată cu Q și presupunând că
Q = -q, adică QV = -U; QP = -H.
(In Chemical termodinamicii: q absorbită energie - pozitiv; q - pentru a da (radiat) energia este negativă.)
reacție efect energetic la o presiune constantă diferită de reacția efectului energetic la volum constant, cu suma pv. Pentru procesul chimic procedând isobarically, V reprezintă diferența dintre suma cantităților de materii prime și produse de reacție. Astfel, pentru reacția este înregistrată într-o formă generală:
schimba în volumul definit de ecuația
unde VA, VB, ..., VD, VE ... - volume molar de substanțe A, B, ..., D, E ...; suma Vprod din cantitățile molare ale produșilor de reacție; suma Viskh din cantitățile molare ale materiilor prime.
Trebuie remarcat faptul că marea majoritate a reacțiilor chimice are loc la presiune constantă. Prin urmare, astfel de reacții în viitor se va acorda cea mai mare atenție.
Căldura de reacție este determinată experimental, adică.