Thermochimie Quelles études, lois et applications

Le thermochimie Il est responsable de l'étude des modifications calorifiques effectuées dans les réactions entre deux espèces ou plus. Il est considéré comme une partie essentielle de la thermodynamique, qui étudie la transformation de la chaleur et d'autres types d'énergie pour comprendre la direction dans laquelle les processus se développent et comment leur énergie varie.

De même, il est fondamental de comprendre que la chaleur implique le transfert d’énergie thermique qui se produit entre deux corps, à des températures différentes; tandis que l'énergie thermique est celle qui est associée au mouvement aléatoire que possèdent les atomes et les molécules.

Par conséquent, comme dans presque toutes les réactions chimiques, l'énergie est absorbée ou libérée par la chaleur, il est très important d'analyser les phénomènes qui se produisent par thermochimie.

Index

• 1 Qu'est-ce que la thermochimie étudie?
• 2 lois
  • 2.1 La loi de Hess
  • 2.2 Premier droit de la thermodynamique
• 3 applications
• 4 références

Qu'est-ce que la thermochimie étudie?

Comme indiqué précédemment, la thermochimie étudie les changements d'énergie sous forme de chaleur qui se produisent dans les réactions chimiques ou lorsque des processus impliquant des transformations physiques se produisent.

En ce sens, il est nécessaire de clarifier certains concepts dans le sujet pour mieux le comprendre.

Par exemple, le terme «système» fait référence au segment spécifique de l’univers étudié, qui signifie «univers», la prise en compte du système et de son environnement (tout ce qui lui est extérieur).

Ainsi, un système comprend généralement les espèces impliquées dans les transformations chimiques ou physiques qui se produisent dans les réactions. Ces systèmes peuvent être classés en trois types: ouverts, fermés et isolés.

- Un système ouvert est un système qui permet le transfert de matière et d’énergie (chaleur) avec son environnement.

- Dans un système fermé, il y a échange d'énergie mais pas de matière.

- Dans un système isolé, il n'y a pas de transfert de matière ou d'énergie sous forme de chaleur. Ces systèmes sont également appelés "adiabatiques".

Les lois

lois thermochimiques sont étroitement liées à la loi de Laplace et Lavoisier et la loi de Hess, qui sont les précurseurs de la première loi de la thermodynamique.

Le principe exprimé par Antoine français Lavoisier (majeur chimique et noble) et Pierre-Simon Laplace (célèbre mathématicien, physicien et astronome) a rapporté que « le changement de l'énergie manifestée dans toute transformation physique ou chimique a une grandeur égale et direction contrairement à l'altération de l'énergie de la réaction inverse ".

La loi de Hess

Dans le même ordre d'idées, la loi formulée par le chimiste russe originaire de Suisse, Germain Hess, est la pierre angulaire de l'explication de la thermochimie.

Ce principe repose sur son interprétation de la loi de conservation de l’énergie, qui fait référence au fait que l’énergie ne peut être ni créée ni détruite, mais seulement transformée.

La loi de Hess peut être adoptée de cette manière: « enthalpie totale dans une réaction chimique est la même que la réaction est effectuée en une seule étape comme si elle se produit dans une séquence de plusieurs étapes. »

L'enthalpie totale est donnée comme la soustraction entre la somme de l'enthalpie des produits moins la somme de l'enthalpie des réactifs.

Dans le cas de la variation d'enthalpie standard d'un système (dans des conditions standard de 25 ° C et 1 atm) peut être synthétisé selon la réaction suivante:

ΔH_réaction = ΣΔH_(produits) - ΣΔH_(réactifs)

Une autre façon d'expliquer ce principe, sachant que le changement enthalpie fait référence à un échange de chaleur dans les réactions lorsque ceux-ci se produisent à une pression constante, est en disant que le changement d'enthalpie net d'un système ne dépend pas du chemin est suivi entre l'état initial et l'état final.

Première loi de la thermodynamique

Cette loi est si intrinsèquement liée à la thermochimie qu'elle est parfois confondue, celle qui a inspiré l'autre; Donc, pour faire la lumière sur cette loi, vous devriez commencer par dire qu'elle a aussi ses racines dans le principe de la conservation de l'énergie.

Ainsi, la thermodynamique prend non seulement en compte la chaleur comme forme de transfert d'énergie (comme la thermochimie), mais elle implique également d'autres formes d'énergie, telles que l'énergie interne (U).

Ainsi, la variation de l'énergie interne d'un système (ΔU) est donnée par la différence entre ses états initial et final (comme dans la loi de Hess).

Étant donné que l'énergie interne est constituée par l'énergie cinétique (mouvement des particules) et l'énergie potentielle (interactions entre particules) le même système peut en déduire que d'autres facteurs contribuent à l'étude des propriétés de chaque système.

Applications

La thermochimie a de multiples applications, dont certaines seront mentionnées ci-dessous:

- Détermination des variations d'énergie dans certaines réactions grâce à l'utilisation de la calorimétrie (mesure des changements de chaleur dans certains systèmes isolés).

- Déduction des variations d'enthalpie dans un système, même lorsque celles-ci ne peuvent être connues par une mesure directe.

- Analyse des transferts thermiques produits expérimentalement lorsque des composés organométalliques sont formés avec des métaux de transition.

- Etude des transformations énergétiques (sous forme de chaleur) données en coordination composés de polyamines avec des métaux.

- Détermination des enthalpies de la liaison métal-oxygène des β-dicétones et des β-dicétonates liés aux métaux.

Comme dans les applications précédentes, la thermochimie peut être utilisée pour déterminer un grand nombre de paramètres associés à d'autres types de fonctions énergétiques ou d'état, qui définissent l'état d'un système à un moment donné.

La thermochimie est également utilisée dans l'étude de nombreuses propriétés de composés, telles que la calorimétrie par titrage.

Références

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2. Chang, R. (2007). Chimie, neuvième édition. Mexique: McGraw-Hill.
3. LibreTexts. (s.f.) Thermochimie - Une revue. Récupéré de chem.libretexts.org
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5. Ribeiro, M. A. (2012). Thermochimie et ses applications aux systèmes chimiques et biochimiques. Récupéré de books.google.co.ve
6. Singh, N. B., Das, S. S. et Singh, A. K. (2009). Chimie physique, volume 2. Extrait de books.google.co.ve