Termochémia

História

Termochémia sa začala dvoma myšlienkami:

1. Lavoisier a Laplaceov zákon (1780): Pri akejkoľvek premene je zmena energie rovná a opačná ako zmena energie pri opačnom procese.
2. Hessov zákon (1840): Hessov princíp: Zmena energie pri akejkoľvek premene je rovnaká, či ide o jeden alebo viac krokov.

Tieto objavy prišli ešte pred prijatím prvého termodynamického zákona (1845). Pomohli vedcom pochopiť tento zákon.

Edward Diaz a Hess skúmali merné teplo a latentné teplo. Joseph Black vypracoval koncept latentných zmien energie.

Gustav Kirchhoff v roku 1858 ukázal, že zmena reakčného tepla je daná rozdielom tepelnej kapacity medzi produktmi a reaktantmi: ∂ Δ H ∂ T = Δ C p {\displaystyle {{\partial \Delta H} \over \partial T}=\Delta C_{p}} . Integrácia tejto rovnice umožňuje vyhodnotiť reakčné teplo pri jednej teplote na základe meraní pri inej teplote.

Kalorimetria

Meranie tepelných zmien sa nazýva kalorimetria. Meria teplo chemických reakcií alebo fyzikálnych zmien. Kalorimeter, zariadenie na kalorimetriu, je zvyčajne uzavretá komora.

Kalorimetria má tieto kroky: Chemici vykonajú zmenu vo vnútri komory. Teplota v komore sa meria buď teplomerom, alebo termočlánkom. Teplota sa vynesie do grafu v závislosti od času. Chemici používajú graf na výpočet základných veličín.

Moderné kalorimetre majú malé počítače, ktoré merajú teplotu a rýchlo poskytujú vypočítané údaje. Príkladom je diferenciálny skenovací kalorimeter (DSC).

Systémy

V termochémii je veľmi užitočných niekoľko termodynamických definícií. "Systém" je špecifická časť vesmíru, ktorá sa skúma. Všetko mimo systému sa považuje za okolie alebo prostredie. Systém môže byť:

• izolovaný systém - keď si nemôže vymieňať energiu alebo hmotu s okolím, ako je to v prípade izolovaného bombového kalorimetra;
• uzavretý systém - keď si môže vymieňať energiu, ale nie hmotu s okolím, ako napríklad parný radiátor;
• otvorený systém - keď si môže vymieňať hmotu aj energiu s okolím, napríklad s hrncom vriacej vody.

Procesy

Systém prechádza "procesom", keď sa zmení jedna alebo viac jeho vlastností (charakteristík). Proces súvisí (spája sa) so zmenou stavu. Izotermický (rovnakej teploty) proces nastáva vtedy, keď teplota systému zostáva rovnaká. Izobarický (rovnaký tlak) proces nastáva vtedy, keď tlak systému zostáva rovnaký. Adiabatický (bez výmeny tepla) proces nastáva vtedy, keď sa v systéme nepohybuje žiadne teplo.

Súvisiace stránky

• Dôležité publikácie v oblasti termochémie
• Izodezmická reakcia
• Princíp maximálnej práce
• Reakčný kalorimeter
• Thomsenov-Berthelotov princíp
• Julius Thomsen
• Termodynamické databázy pre čisté látky
• Kalorimetria
• Tepelná fyzika