Melao ea Thermochemical ho Fisiks
Thermochemistry ke lekala la mahlale le ithutang kamano pakeng tsa diketso tsa dikhemikhale (kapa diphetoho tsa mmele nthong) le matla a mocheso a tsamayang le ona (mocheso). Moelelong wa fisiks, thermochemistry e sebetsa e le borokho ba bohlokwa pakeng tsa mehopolo ya matla, mocheso, mosebetsi le diphetoho boemong ba taba. Ha karabelo e etsahala, matla ha a "hlahe" feela kapa a "nyamela" ntle le ho ba le mohlala. Matla a fetoha feela sebopeho: ho tloha matla a dikhemikhale ho ya mochesong, kapa ka tsela e fapaneng - mocheso o monngwa ho kganna diphetoho tsa dikhemikhale. Melao-motheo e laolang sena e akaretswa melaong ya thermochemistry, e leng motheo wa ho bala diphello tsa karabelo, bokgoni ba matla, esita le moralo wa sistimi ya indasteri.
Mehopolo ea Motheo: Mekhoa, Litikoloho, le Mocheso oa Karabelo
Ho utloisisa melao ea thermochemistry, ntho ea pele eo u lokelang ho e utloisisa ke litlhaloso tsa sistimi le tikoloho. Sistimi ke karolo ea bokahohle eo re ithutang eona—mohlala, lintho tse arabelang ka har'a sekepe. Tikoloho ke ntho e 'ngoe le e 'ngoe e ka ntle ho sistimi. Phapanyetsano ea matla pakeng tsa sistimi le tikoloho ea eona hangata e etsahala ka mokhoa oa mocheso.
Hangata mocheso oa karabelo o hlahisoa e le phetoho ea enthalpy, e tšoantšetsoang ke ΔH. Enthalpy ke bongata ba thermodynamic bo emelang "kahare ea matla" ea sistimi e nang le khatello e sa khaotseng, 'me e na le thuso haholo hobane liketso tse ngata li etsahala khatellong ea sepakapaka. Ka kakaretso:
– Haeba sistimi e lokolla mocheso tikolohong, karabelo ke exothermic mme ΔH ke negative (ΔH < 0). - Haeba sistimi e monya mocheso tikolohong, karabelo ke endothermic mme ΔH ke positive (ΔH > 0).
Mohlala o bonolo oa karabelo ea exothermic ke ho chesoa ha mafura, ha mohlala oa karabelo ea endothermic e le ts'ebetso ea photosynthesis (e hlokang matla a tsoang khanya ea letsatsi).
Molao oa Paballo ea Matla e le Motheo oa Thermochemistry
Ka mora melao eohle ea thermochemistry ho na le molao-motheo o moholo oa fisiks: Molao oa Paballo ea Matla, oo ka molao o etsang motheo oa Molao oa Pele oa Thermodynamics. Molao ona o bolela hore matla a ke ke a bōptjoa kapa a timetsoa, empa a ka fetoloa sebopeho feela. Mongolong oa thermodynamic, phetoho ea matla a ka hare (ΔU) e amana le mocheso (Q) le mosebetsi (W) ka:
ΔU = Q − W
Letšoao le tlhaloso ea mosebetsi li ka fapana ho latela mokhoa, empa mohopolo oa motheo o tšoana: haeba sistimi e amohela mocheso, matla a eona a ka hare a atisa ho eketseha; haeba sistimi e sebetsa tikolohong, matla a eona a ka hare a atisa ho fokotseha. Maemong a mangata a thermochemical—haholo-holo khatellong e sa khaotseng—enthalpy (H) e atisa ho sebelisoa, e le hore mocheso khatellong e sa khaotseng o lekane le ΔH.
Ka motheo ona, thermochemistry e sheba dikarabelo e seng feela e le diphetoho nthong, empa e le diphetoho matleng tse ka balwang ka nepo.
Molao oa Hess: Mocheso oa Karabelo o Ikemetse ka Tsela
E 'ngoe ea melao ea bohlokoa ka ho fetisisa ea thermochemistry ke Molao oa Hess. Molao ona o bolela hore phetoho e felletseng ea enthalpy ea karabelo e itšetlehile feela ka maemo a pele le a ho qetela, eseng tseleng ea karabelo. Sena se bolela hore haeba karabelo e ka etsahala ka mehato e 'maloa, bongata ba mocheso (ΔH) o hlahisoang kapa o monngoang bo tla lekana le mocheso oa karabelo e tobileng, ha feela li-reactant le lihlahisoa tsa ho qetela li tšoana.
Ho ya ka dipalo, haeba karabelo ya A → B e ka arolwa ka:
– A → C (ΔH₁)
– C → B (ΔH₂)
kahoo:
Kakaretso ea ΔH = ΔH₁ + ΔH₂
Molao oa Hess o molemo hobane likarabo tse ngata li thata ho lekanya mocheso oa karabelo ea tsona ka ho toba. Ka ho arola karabelo ka mehato eo data e fumanehang ho eona, re ka bala ΔH ka tsela e sa tobang. Fisiks e sebelisitsoeng le ea indasteri, molao ona o thusa ho bolela esale pele litlhoko tsa matla tsa lits'ebetso tsa lik'hemik'hale, joalo ka tlhahiso ea ammonia, ho hloekisa tšepe, esita le liketso libetering.
Molao oa Lavoisier–Laplace: Likarabelo tse Khutšoanyane li na le ΔH ea Letšoao le Fapaneng
Molao o mong oa bohlokoa oa thermochemical ke Molao oa Lavoisier-Laplace, o bolelang hore mocheso oa karabelo ea ts'ebetso e 'ngoe o lekana ka boholo empa o fapane ka pontšo le mocheso oa karabelo e fapaneng. Ka mantsoe a mang:
Haeba karabelo:
A → B e na le ΔH = x,
ebe karabelo e fapaneng:
B → A e na le ΔH = −x.
Molao-motheo ona o bonahala o le bonolo, empa ke oa bohlokoa. O tiisa hore liphetoho tsa matla li latela ho lekana ha boemo: haeba matla a itseng a lokolloa ho tloha ho A ho ea ho B, joale matla a lekanang a lokela ho monngoa ho khutla ho tloha ho B ho ea ho A. Molao-motheo ona o sebelisoa tlhahlobong ea lipotoloho tsa matla, ho kenyeletsoa lienjine tsa mocheso, litsamaiso tsa sehatsetsing, le lipalo tsa matla a tlamo ka har'a limolek'hule.
Enthalpy ea Sebopeho le Enthalpy ea ho Chesoa
Ho nolofatsa dipalo tsa thermochemical, bo-rasaense ba hlalosa mefuta e mmalwa ya di-enthalpies tse tloaelehileng:
1. Enthalpy e tloaelehileng ea sebopeho (ΔHf°)
Ena ke phetoho ea enthalpy ha mole e le 'ngoe ea motsoako e thehoa ho tsoa likarolong tsa eona tlas'a maemo a tloaelehileng (hangata 1 atm le 25°C). Boleng bona ke "boloko ba kaho" ha ho baloa ΔH ea karabelo.
2. Enthalpy e tloaelehileng ea ho chesa (ΔHc°)
Ke phetoho ea enthalpy ha mole e le 'ngoe ea ntho e chesoa ka botlalo ka oksijene. Ho chesa hangata ho bakoa ke exothermic, kahoo ΔHc° hangata ha e na phello e mpe.
Ka enthalpy ea data ea sebopeho, phetoho ea enthalpy ea karabelo e ka baloa ka:
ΔHreaction = Σ(ΔHf° sehlahisoa) − Σ(ΔHf° reactant)
Foromo ena e sebelisoa hangata k'hemistring ea 'mele le fisiks ea lik'hemik'hale, haholo-holo ha ho ithutoa likarabelo tlas'a maemo a batlang a tloaelehile.
Calorimetry: Mokhoa oa ho Lekanya Mocheso oa Karabelo
Melao ea thermochemistry ha se ea khopolo-taba feela empa e ka boela ea lekoa ka liteko. Mokhoa oa mantlha oa ho lekanya mocheso oa karabelo ke calorimetry, e leng tekanyo ea phapanyetsano ea mocheso ho sebelisoa calorimeter.
Tekong e bonolo ea calorimetry, mocheso o lokolloang kapa o monngoang ke karabelo o tla fetola mocheso oa metsi a potolohileng kapa thepa e 'ngoe. Kamano ea motheo ke:
Q = mc ΔT
ka:
– Q = mocheso (Lijoule)
– m = boima (kg kapa g)
– c = mocheso o itseng (J/kg·K kapa J/g·°C)
– ΔT = phetoho mochesong
Ka har'a calorimeter ea bomo, karabelo ea ho tuka e etsahala ka har'a setshelo se koetsoeng, e bolokang molumo o sa fetoheng. Sena se amana haholo le phetoho ea matla a ka hare (ΔU), empa se ka fetoloa ho ΔH haeba ho hlokahala.
Bohlokoa ho Fisiks le Bophelo ba Sebele
Thermochemistry e na le tšusumetso e pharaletseng fisiks e sebediswang. Lefapheng la eneji, e thusa ho fumana boleng ba dikhalori tsa mafura, e leng ntho ya bohlokwa bakeng sa tlhahiso ya motlakase, dienjine tsa dikoloi le tlhahlobo ya bokgoni ba matla. Saenseng ya thepa, thermochemistry e hlalosa hore na ke hobaneng ha dikarabelo tse ding tlhahisong ya samente, tshepe, kapa diceramic di hloka mocheso o phahameng le matla a mangata. Lefapheng la tikoloho, ho bala mocheso wa ho tuka ho bohlokwa bakeng sa mesi e tswang kgase e futhumatsang lefatshe le mawa a ho fokotsa tshusumetso ya ho futhumala ha lefatshe.
Esita le thutong ea baeloji, thermochemistry e hlalosa kamoo 'mele o fumanang matla lijong ka liketso tsa metabolism tseo ha e le hantle e leng liketso tsa lik'hemik'hale tse laoloang ke exothermic.
Ho koala
Melao ea thermochemistry fisiks e tiisa hore likarabelo tsa lik'hemik'hale le liphetoho tsa 'mele li lula li amahanngoa le liphetoho tse ka lekanngoang tsa matla. Ho latela paballo ea matla, molao oa Hess, le molao oa Lavoisier-Laplace, re ka bala le ho bolela esale pele mocheso oa karabelo, ka bobeli bakeng sa ho utloisisa liketsahalo tsa tlhaho le ho rala lits'ebetso tsa indasteri. Thermochemistry ha se pokello ea liforomo feela, empa ke pono ea saense e bontšang hore phetoho e 'ngoe le e 'ngoe linthong e lula e na le "litšenyehelo" tsa matla kapa "tlhahiso." Ho utloisisa melao ena ho bolela ho utloisisa e 'ngoe ea metheo ea motheo ea tšebelisano lipakeng tsa lintho le matla bokahohleng.
Haeba o batla, nka eketsa mohlala oa ho bala ΔH ke sebelisa Molao oa Hess kapa data ea ΔHf°, e felletseng ka mehato.
