තාප බලපෑම්. ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑම යනු කුමක්ද?
හැඳින්වීම
බොහෝ තාක්ෂණික ගණනය කිරීම් සඳහා රසායනික ප්රතික්රියා වල තාප බලපෑම් අවශ්ය වේ. ඔවුන් බොහෝ කර්මාන්තවල මෙන්ම මිලිටරි වර්ධනයන්හි පුළුල් යෙදුමක් සොයා ගනී.
මෙම පාඨමාලා කාර්යයේ අරමුණ වන්නේ තාප ආචරනයේ ප්රායෝගික යෙදුම අධ්යයනය කිරීමයි. අපි එහි භාවිතය සඳහා විකල්ප කිහිපයක් දෙස බලමු, නවීන තාක්ෂණයන් සංවර්ධනය කිරීමේදී රසායනික ප්රතික්රියා වල තාප බලපෑම් භාවිතා කිරීම කොතරම් වැදගත්ද යන්න සොයා බලමු.
රසායනික ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑම
සෑම ද්රව්යයක්ම නිශ්චිත ශක්තියක් ගබඩා කරයි. ආහාර අපගේ ශරීරයට ආහාරවල අඩංගු විවිධ රසායනික සංයෝගවල ශක්තිය භාවිතා කිරීමට ඉඩ සලසන බැවින්, දැනටමත් උදේ ආහාරය, දිවා ආහාරය හෝ රාත්‍රී ආහාරය අතරතුර ද්රව්යවල මෙම ගුණාංගය අපට හමු වේ. ශරීරය තුළ, මෙම ශක්තිය චලනය, වැඩ බවට පරිවර්තනය වන අතර, නියත (සහ තරමක් ඉහළ!) ශරීර උෂ්ණත්වය පවත්වා ගැනීමට භාවිතා වේ.
තාප රසායන විද්යාව ක්ෂේත්‍රයේ සේවය කරන වඩාත් ප්‍රසිද්ධ විද්‍යාඥයෙකු වන්නේ බර්තෙලොට් ය. Berthelot - පැරිසියේ උසස් ඖෂධ පාසලේ රසායන විද්යාව පිළිබඳ මහාචාර්ය (1859). අධ්‍යාපන හා විදේශ කටයුතු අමාත්‍ය.
1865 සිට, බර්තෙලොට් තාප රසායන විද්‍යාවට ක්‍රියාකාරීව සම්බන්ධ වූ අතර පුළුල් කැලරිමිතික පර්යේෂණ සිදු කළ අතර, එය විශේෂයෙන් “කැලරිමිතික බෝම්බය” (1881) සොයා ගැනීමට හේතු විය; ඔහුට "exothermic" සහ "Endothermic" ප්රතික්රියා සංකල්ප හිමිය. Berthelot ප්රතික්රියා විශාල සංඛ්‍යාවක තාප බලපෑම්, වියෝජනයේ තාපය සහ බොහෝ ද්රව්ය සෑදීම පිළිබඳ පුළුල් දත්ත ලබා ගත්තේය.
බර්තෙලොට් පුපුරණ ද්රව්යවල බලපෑම අධ්යයනය කළේය: පිපිරුම් උෂ්ණත්වය, දහන වේගය සහ පිපිරුම් තරංග ප්‍රචාරණය යනාදිය.
රසායනික සංයෝගවල ශක්තිය ප්‍රධාන වශයෙන් රසායනික බන්ධනවල සංකේන්ද්‍රණය වී ඇත. පරමාණු දෙකක් අතර බන්ධනයක් බිඳීමට ශක්තිය අවශ්ය වේ. රසායනික බන්ධනයක් ඇති වූ විට ශක්තිය නිකුත් වේ.
ඕනෑම රසායනික ප්රතික්රියාවක් සමන්විත වන්නේ සමහර රසායනික බන්ධන බිඳ දැමීම සහ අනෙකුත් ඒවා සෑදීමයි.
නව බන්ධන සෑදීමේදී රසායනික ප්රතික්රියාවක ප්රතිඵලයක් ලෙස, ආරම්භක ද්රව්යවල “පැරණි” බන්ධන විනාශ කිරීමට අවශ්ය ප්රමාණයට වඩා වැඩි ශක්තියක් මුදා හරින විට, අතිරික්ත ශක්තිය තාප ස්වරූපයෙන් මුදා හරිනු ලැබේ. උදාහරණයක් ලෙස දහන ප්රතික්රියා වේ. නිදසුනක් ලෙස, ස්වභාවික වායුව (මීතේන් CH 4) වාතයේ ඔක්සිජන් දහනය කරයි, විශාල තාප ප්රමාණයක් නිකුත් කරයි (රූපය 1a). එවැනි ප්රතික්රියා බාහිර තාප වේ.
තාපය මුදා හැරීමත් සමඟ ඇතිවන ප්රතික්රියා ධනාත්මක තාප බලපෑමක් පෙන්නුම් කරයි (Q>0, DH<0) и называются экзотермическими.
වෙනත් අවස්ථාවලදී, මුල් ද්රව්යවල බන්ධන විනාශ කිරීම සඳහා නව බන්ධන සෑදීමේදී නිකුත් කළ හැකි ශක්තියට වඩා වැඩි ශක්තියක් අවශ්ය වේ. එවැනි ප්රතික්රියා සිදුවන්නේ පිටතින් ශක්තිය සපයන විට පමණක් වන අතර එය එන්ඩොතර්මික් ලෙස හැඳින්වේ.
පරිසරයෙන් තාපය අවශෝෂණය වීමත් සමඟ ඇතිවන ප්රතික්රියා (Q<0, DH>0), i.e. සෘණ තාප බලපෑමක් සහිතව, අන්තරාසර්ග වේ.
උදාහරණයක් ලෙස ගල් අඟුරු සහ ජලයෙන් කාබන් මොනොක්සයිඩ් (II) CO සහ හයිඩ්රජන් H2 සෑදීම, රත් වූ විට පමණක් සිදු වේ (රූපය 1b).
සහල්. 1a,b. අණුක ආකෘතීන් භාවිතයෙන් රසායනික ප්රතික්රියා නිරූපණය: a) තාපජ ප්රතික්රියාව, b) එන්ඩොතර්මික් ප්රතික්රියාව. පරමාණු අතර නියත සංඛ්‍යාවක් සමඟ පැරණි රසායනික බන්ධන විනාශ වී නව රසායනික බන්ධන ඇති වන ආකාරය ආකෘති පැහැදිලිව පෙන්වයි.
මේ අනුව, ඕනෑම රසායනික ප්රතික්රියාවක් ශක්තිය මුදා හැරීම හෝ අවශෝෂණය කිරීම සමඟ සිදු වේ. බොහෝ විට, තාපය (ආලෝකය හෝ යාන්ත්රික ශක්තියේ ස්වරූපයෙන් අඩු වාර ගණනක්) ශක්තිය මුදා හරිනු ලැබේ හෝ අවශෝෂණය වේ. මෙම තාපය මැනිය හැකිය. මිනුම් ප්‍රතිඵලය ප්රතික්රියාකාරක මවුලයක් සඳහා කිලෝජූල් (kJ) වලින් හෝ ප්රතික්රියා නිෂ්පාදනයේ මවුලයක් සඳහා (අඩු වශයෙන්) ප්‍රකාශ වේ. මෙම ප්රමාණය ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම ලෙස හැඳින්වේ.
තාප ආචරණය යනු රසායනික පද්ධතියක් තුළ රසායනික ප්රතික්රියාවක් සිදු වූ විට මුදා හරින ලද හෝ අවශෝෂණය කරන තාප ප්රමාණයයි.
තාප ආචරණය Q හෝ DH (Q = -DH) සංකේත මගින් දැක්වේ. එහි අගය ප්රතික්රියාවේ ආරම්භක සහ අවසාන අවස්ථාවන්හි ශක්තීන් අතර වෙනසට අනුරූප වේ:
DH = Hfin - Nish. = Efin - Eout.
අයිකන (d), (g) ද්රව්යවල වායුමය සහ ද්රව තත්ත්වයන් දක්වයි. තනතුරු ද ඇත (tv) හෝ (k) - ඝන, ස්ඵටික ද්රව්ය, (aq) - ජලයේ දිය වී ඇති ද්රව්ය, ආදිය.
ද්රව්යයක් එකතු කිරීමේ තත්වය නම් කිරීම වැදගත් වේ. නිදසුනක් ලෙස, හයිඩ්රජන් දහන ප්රතික්රියාවේ දී, ජලය මුලින් සෑදී ඇත්තේ වාෂ්ප (වායුමය තත්ත්වය) ආකාරයෙන් වන අතර, ඝනීභවනය වීමෙන් තවත් ශක්තියක් මුදා හැරිය හැක. එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, ද්‍රවයක ස්වරූපයෙන් ජලය සෑදීම සඳහා, ප්රතික්රියාවේ මනින ලද තාප බලපෑම වාෂ්ප පමණක් සෑදීමට වඩා තරමක් වැඩි වනු ඇත, මන්ද වාෂ්ප ඝනීභවනය වන විට තාපයේ තවත් කොටසක් මුදා හරිනු ඇත.
ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම පිළිබඳ විශේෂ අවස්ථාවක් ද භාවිතා වේ - දහන තාපය. ඉන්ධන ලෙස භාවිතා කරන ද්රව්යය සංලක්ෂිත කිරීමට දහන තාපය සේවය කරන බව නමෙන්ම පැහැදිලි වේ. දහන තාපය ඉන්ධන (ඔක්සිකරණ ප්රතික්රියාවක අඩු කරන කාරකයක්) වන ද්‍රව්‍යයක මවුල 1කට යොමු කෙරේ, උදාහරණයක් ලෙස:
|
ඇසිටිලීන් |
ඇසිටිලීන් දහනය කිරීමේ තාපය |
අණු තුළ ගබඩා කර ඇති ශක්තිය (E) ශක්ති පරිමාණයෙන් සැලසුම් කළ හැක. මෙම අවස්ථාවෙහිදී, ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම ( E) චිත්රක ලෙස පෙන්විය හැක (රූපය 2).
සහල්. 2. තාප ආචරණය පිළිබඳ ග්රැෆික් නිරූපණය (Q = E): a) හයිඩ්රජන් දහනයෙහි බාහිර තාප ප්රතික්රියාව; b) විදුලි ධාරාවේ බලපෑම යටතේ ජලය වියෝජනය කිරීමේ අන්තරාසර්ග ප්රතික්රියාව. ප්රතික්රියා ඛණ්ඩාංකය (ප්‍රස්ථාරයේ තිරස් අක්ෂය) නිදසුනක් ලෙස, ද්රව්ය පරිවර්තනයේ ප්රමාණය ලෙස සැලකිය හැකිය (100% යනු ආරම්භක ද්රව්යවල සම්පූර්ණ පරිවර්තනයයි).
රසායනික ප්රතික්රියා සමීකරණ
ප්රතික්රියාකාරක සහ නිෂ්පාදන සමඟ ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම ලියා ඇති රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවල සමීකරණ තාප රසායනික සමීකරණ ලෙස හැඳින්වේ.
තාප රසායනික සමීකරණවල විශේෂත්වය නම්, ඒවා සමඟ වැඩ කරන විට, ඔබට ද්රව්යවල සූත්‍ර සහ තාප බලපෑම්වල විශාලත්වය සමීකරණයේ එක් කොටසකින් තවත් කොටසකට මාරු කළ හැකිය. රීතියක් ලෙස, රසායනික ප්රතික්රියා වල සාමාන්ය සමීකරණ සමඟ මෙය කළ නොහැකිය.
තාප රසායනික සමීකරණවල වාරයෙන්-කාලීන එකතු කිරීම සහ අඩු කිරීම ද අවසර ලැබේ. පර්යේෂණාත්මකව මැනීමට අපහසු හෝ කළ නොහැකි ප්රතික්රියා වල තාප බලපෑම් තීරණය කිරීමට මෙය අවශ්ය විය හැකිය.
අපි උදාහරණයක් දෙමු. රසායනාගාරයේදී, හයිඩ්රජන් සමඟ කාබන් සෘජු සංයෝජනයෙන් CH4 මීතේන් නිපදවීමේ “පිරිසිදු ආකාරයේ” ප්රතික්රියාව සිදු කිරීම අතිශයින් දුෂ්කර ය:
C + 2H 2 = CH 4
නමුත් ගණනය කිරීම් හරහා ඔබට මෙම ප්රතික්රියාව ගැන බොහෝ දේ ඉගෙන ගත හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස, මෙම ප්රතික්රියාව exo- හෝ endothermic වේ දැයි සොයා බලන්න, සහ තාප බලපෑමේ විශාලත්වය ප්‍රමාණාත්මකව පවා ගණනය කරන්න.
මීතේන්, කාබන් සහ හයිඩ්රජන් දහන ප්රතික්රියා වල තාප බලපෑම් දනී (මෙම ප්රතික්රියා පහසුවෙන් සිදු වේ):
a) CH 4 (g) + 2O 2 (g) = CO 2 (g) + 2H 2 O (l) + 890 kJ
b) C(tv) + O 2 (g) = CO 2 (g) + 394 kJ
c) 2H 2 (g) + O 2 (g) = 2H 2 O (l) + 572 kJ
අපි අවසාන සමීකරණ දෙක (b) සහ (c) සමීකරණයෙන් (a) අඩු කරමු. අපි සමීකරණවල වම් පැත්ත වමේ සිට සහ දකුණු පස දකුණේ සිට අඩු කරන්නෙමු. මෙම අවස්ථාවේ දී, සියලුම අණු O 2, CO 2 සහ H 2 O අඩු වේ:
CH 4 (g) - C (tv) - 2H 2 (g) = (890 - 394 - 572) kJ = -76 kJ
මෙම සමීකරණය තරමක් අසාමාන්ය ලෙස පෙනේ. සමීකරණයේ දෙපැත්තම (-1) ගුණ කර CH 4 ප්‍රතිවිරුද්ධ ලකුණ සමඟ දකුණු පැත්තට ගෙන යමු. ගල් අඟුරු සහ හයිඩ්රජන් වලින් මීතේන් සෑදීමට අවශ්ය සමීකරණය අපට ලැබේ.
C(tv) + 2H 2 (g) = CH 4 (g) + 76 kJ/mol
එබැවින්, අපගේ ගණනය කිරීම් පෙන්නුම් කළේ කාබන් සහ හයිඩ්රජන් වලින් මීතේන් සෑදීමේ තාප බලපෑම 76 kJ (මීතේන් මවුලයකට) වන අතර මෙම ක්රියාවලිය තාපජ විය යුතුය (මෙම ප්‍රතික්‍රියාවේදී ශක්තිය මුදා හරිනු ඇත).
තාප රසායනික සමීකරණවල පදයෙන් කාලීන එකතු කිරීම, අඩු කිරීම සහ අඩු කිරීම එකම එකලස් කිරීමේ අවස්ථාවන්හි ඇති ද්රව්ය පමණක් විය හැකි බව අවධානය යොමු කිරීම වැදගත් වේ, එසේ නොමැතිනම් වටිනාකම මත තාප බලපෑම තීරණය කිරීමේදී අපි වැරැද්දක් කරනු ඇත. එක් රැස් කිරීමේ තත්වයක සිට තවත් තත්වයකට සංක්‍රමණය වීමේ තාපය.
තාප රසායන විද්‍යාවේ මූලික නීති
රසායනික ප්රතික්රියා වල ශක්තිය පරිවර්තනය කිරීම අධ්යයනය කරන රසායන විද්‍යාවේ ශාඛාව තාප රසායන විද්යාව ලෙස හැඳින්වේ.
තාප රසායන විද්‍යාවේ වැදගත්ම නීති දෙකක් තිබේ. ඒවායින් පළමුවැන්න වන Lavoisier-Laplace නීතිය පහත පරිදි සකස් කර ඇත.
ඉදිරි ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑම සෑම විටම ප්‍රතිවිරුද්ධ ලකුණ සහිත ප්‍රතිලෝම ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑමට සමාන වේ.
මෙයින් අදහස් කරන්නේ ඕනෑම සංයෝගයක් සෑදීමේදී, එය මුල් ද්රව්ය බවට වියෝජනය කිරීමේදී අවශෝෂණය කරන (මුදා හරින ලද) ප්රමාණයට සමාන ශක්ති ප්රමාණයක් මුදා හරින බවයි. උදාහරණ වශයෙන්:
2H 2 (g) + O 2 (g) = 2H 2 O (l) + 572 kJ (ඔක්සිජන් වල හයිඩ්රජන් දහනය)
2 H 2 O (l) + 572 kJ = 2H 2 (g) + O 2 (g) (විදුලි ධාරාව මගින් ජලය වියෝජනය වීම)
Lavoisier-Laplace ගේ නියමය බලශක්ති සංරක්ෂණ නීතියේ ප්‍රතිවිපාකයකි.
තාප රසායන විද්‍යාවේ දෙවන නියමය 1840 දී රුසියානු විද්යාඥ G. I. Hess විසින් සකස් කරන ලදී.
ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑම රඳා පවතින්නේ ද්රව්යවල ආරම්භක සහ අවසාන තත්වයන් මත පමණක් වන අතර ක්රියාවලියේ අතරමැදි අවධීන් මත රඳා නොපවතී.
මෙයින් අදහස් කරන්නේ අනුක්‍රමික ප්රතික්රියා මාලාවක සම්පූර්ණ තාප බලපෑම වෙනත් ඕනෑම ප්රතික්රියා මාලාවකට සමාන වන අතර මෙම ශ්‍රේණිවල ආරම්භයේ සහ අවසානයෙහි ආරම්භක සහ අවසන් ද්රව්ය සමාන වේ නම්. මෙම තාප රසායන විද්‍යාවේ මූලික නීති දෙක තාප රසායනික සමීකරණවලට ගණිතමය සමීකරණවලට යම් සමානකමක් ලබා දෙයි, ප්රතික්රියා සමීකරණවල දී එක් කොටසකින් තවත් කොටසකට පද මාරු කිරීමට, රසායනික සංයෝගවල සූත්‍ර එක් කිරීමට, අඩු කිරීමට සහ අඩු කිරීමට හැකි වේ. මෙම අවස්ථාවෙහිදී, ප්රතික්රියා සමීකරණවල සංගුණක සැලකිල්ලට ගත යුතු අතර මවුල මගින් එකතු කරන, අඩු කරන හෝ අඩු කරන ද්රව්ය එකම එකතු කිරීමේ තත්වයක තිබිය යුතු බව අමතක නොකළ යුතුය.
ප්රායෝගිකව තාප බලපෑම යෙදීම
බොහෝ තාක්ෂණික ගණනය කිරීම් සඳහා රසායනික ප්රතික්රියා වල තාප බලපෑම් අවශ්ය වේ. උදාහරණයක් ලෙස, අභ්‍යවකාශ යානා සහ අනෙකුත් ගෙවුම් කක්ෂයට දියත් කළ හැකි බලවත් රුසියානු Energia රොකට්ටුව සලකා බලන්න. එහි එක් අදියරක එන්ජින් ද්රවීකරණය කරන ලද වායු මත ක්රියාත්මක වේ - හයිඩ්රජන් සහ ඔක්සිජන්.
පෘථිවි පෘෂ්ඨයේ සිට කක්ෂයට භාණ්ඩ සහිත රොකට්ටුවක් යැවීමට වැය කළ යුතු කාර්යය (kJ වලින්) අපි දන්නවා යැයි සිතමු, ගුවන් ගමනේදී වායු ප්‍රතිරෝධය සහ අනෙකුත් බලශක්ති පිරිවැය ජය ගැනීමේ කාර්යය ද අපි දනිමු. මෙම රොකට්ටුවේ ඉන්ධන සහ ඔක්සිකාරක ලෙස භාවිතා කරන (ද්රවීකරණය වූ අවස්ථාවක) හයිඩ්රජන් සහ ඔක්සිජන් අවශ්ය සැපයුම ගණනය කරන්නේ කෙසේද?
හයිඩ්රජන් සහ ඔක්සිජන් වලින් ජලය සෑදීමේ ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑමේ ආධාරයෙන් තොරව මෙය කිරීමට අපහසුය. සියල්ලට පසු, තාප බලපෑම යනු රොකට්ටුව කක්ෂයට දැමිය යුතු ශක්තියයි. රොකට්ටුවක දහන කුටි තුළ, මෙම තාපය උණුසුම් වායු (වාෂ්ප) අණු වල චාලක ශක්තිය බවට පරිවර්තනය වේ, එය තුණ්ඩ වලින් ගැලවී ජෙට් තෙරපුම නිර්මාණය කරයි.
රසායනික කර්මාන්තයේ දී, එන්ඩොතර්මික් ප්රතික්රියා සිදු වන තාප ප්රතික්රියාකාරක තාප ප්රමාණය ගණනය කිරීම සඳහා තාප බලපෑම් අවශ්ය වේ. බලශක්ති අංශයේ, තාප ශක්තිය නිෂ්පාදනය ගණනය කරනු ලබන්නේ ඉන්ධන දහනය කිරීමේ තාපය භාවිතා කරමිනි.
ඩයටිටියානුවන් ශරීරයේ ආහාර ඔක්සිකරණයේ තාප බලපෑම් භාවිතා කරන්නේ රෝගීන්ට පමණක් නොව සෞඛ්‍ය සම්පන්න පුද්ගලයින්ට - ක්‍රීඩක ක්‍රීඩිකාවන්, විවිධ වෘත්තීන්හි සේවකයින් සඳහා නිසි ආහාර වේලක් නිර්මාණය කිරීම සඳහා ය. සාම්ප්‍රදායිකව, මෙහි ගණනය කිරීම් ජූල් නොව අනෙකුත් බලශක්ති ඒකක - කැලරි (1 cal = 4.1868 J) භාවිතා කරයි. ආහාරවල ශක්ති අන්තර්ගතය ඕනෑම ආහාර නිෂ්පාදන ස්කන්ධයකට යොමු කෙරේ: 1 g, 100 g, හෝ නිෂ්පාදනයේ සම්මත ඇසුරුම් පවා. උදාහරණයක් ලෙස, ensed නීභූත කිරි භාජනයක ලේබලය මත ඔබට පහත ශිලා ලිපිය කියවිය හැකිය: "කැලරි අන්තර්ගතය 320 kcal / 100 g."
ආදේශක ඇරෝමැටික ඇමයින පන්තියට අයත් මොනොමෙතිලනිලයින් නිපදවන විට තාප බලපෑම ගණනය කෙරේ. මොනොමෙතිලනිලයින් යෙදීමේ ප්‍රධාන ක්ෂේත්‍රය වන්නේ පෙට්‍රල් සඳහා ප්‍රති-නොක් ආකලනයකි. ඩයි වර්ග නිෂ්පාදනය කිරීමේදී මොනොමෙතිලනිලයින් භාවිතා කළ හැකිය. වාණිජ මොනොමෙතිලනිලයින් (N-methylaniline) ආවර්තිතා හෝ අඛණ්ඩ නිවැරදි කිරීම මගින් උත්ප්රේරකයෙන් හුදකලා වේ. ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම ∆Н= -14±5 kJ/mol.
තාප ප්රතිරෝධක ආලේපන
ඉහළ උෂ්ණත්ව තාක්ෂණය දියුණු කිරීම සඳහා විශේෂයෙන් තාප ප්රතිරෝධක ද්රව්ය නිර්මාණය කිරීම අවශ්ය වේ. පරාවර්තක සහ තාප ප්රතිරෝධක ලෝහ භාවිතා කිරීමෙන් මෙම ගැටළුව විසඳා ගත හැකිය. අන්තර් ලෝහ ආලේපන බොහෝ වටිනා ගුණාංග ඇති බැවින් වැඩි අවධානයක් ආකර්ෂණය කරයි: ඔක්සිකරණයට ප්‍රතිරෝධය, ආක්‍රමණශීලී දියවීම, තාප ප්‍රතිරෝධය යනාදිය. මෙම සංයෝග ඒවායේ සංඝටක මූලද්‍රව්‍ය වලින් සෑදීමේ සැලකිය යුතු බාහිර තාප භාවය ද සිත්ගන්නා කරුණකි. අන්තර් ලෝහ සෑදීමේ ප්රතික්රියාවේ බාහිර තාපජතාව භාවිතා කිරීමට හැකි ක්රම දෙකක් තිබේ. පළමුවැන්න නම් සංයුක්ත, ද්වි-ස්ථර කුඩු නිෂ්පාදනය කිරීමයි. රත් වූ විට, කුඩු වල සංරචක අන්තර්ක්‍රියා කරන අතර, බාහිර තාප ප්රතික්රියාවේ තාපය අංශු සිසිලනය සඳහා වන්දි ලබා දෙයි, සම්පූර්ණයෙන්ම උණු කළ තත්වයක ආරක්ෂිත මතුපිටට ළඟා වන අතර පාදයට තදින් ඇලී ඇති අඩු සිදුරු සහිත ආලේපනයක් සාදයි. තවත් විකල්පයක් වනුයේ කුඩු වල යාන්ත්රික මිශ්රණයක් යෙදීමයි. අංශු ප්රමාණවත් ලෙස රත් වූ විට, ඒවා දැනටමත් ආලේපන ස්ථරයේ අන්තර් ක්රියා කරයි. තාප ආචරනයේ විශාලත්වය සැලකිය යුතු නම්, මෙය ආලේපන ස්ථරයේ ස්වයං-දියවීම, ඇලවුම් ශක්තිය වැඩි කරන අතරමැදි විසරණ ස්ථරයක් සෑදීම සහ ඝන, අඩු සිදුරු සහිත ආලේපන ව්යුහයක් ලබා ගත හැකිය. විශිෂ්ට තාප බලපෑමක් සහිත අන්තර් ලෝහමය ආලේපනයක් සාදනු ලබන සහ වටිනා ගුණාංග රාශියක් ඇති සංයුතියක් තෝරාගැනීමේදී - විඛාදන ප්‍රතිරෝධය, ප්රමාණවත් තාප ප්‍රතිරෝධය සහ ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධය, නිකල් ඇලුමිනයිඩ්, විශේෂයෙන් NiAl සහ Ni 3 Al, අවධානය ආකර්ෂණය කරයි. NiAl සෑදීම උපරිම තාප බලපෑමක් සමඟ ඇත.
දියමන්ති සැකසීමේ තාප රසායනික ක්රමය
"තාප රසායනික" ක්‍රමයට එහි නම ලැබුණේ එය ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී සිදුවන අතර එය දියමන්තිවල රසායනික ගුණාංග භාවිතය මත පදනම් වූ බැවිනි. ක්රමය පහත පරිදි සිදු කෙරේ: දියමන්ති කාබන් ද්රාවණය කළ හැකි ලෝහයක් සමඟ ස්පර්ශ වන අතර, ද්රාවණය හෝ සැකසුම් ක්රියාවලිය අඛණ්ඩව සිදු කිරීම සඳහා, එය වායුගෝලයේ දිය වී ඇති කාබන් සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කරන වායුගෝලය තුළ සිදු කෙරේ. ලෝහ, නමුත් දියමන්ති සමඟ සෘජුව ප්රතික්රියා නොකරයි. ක්රියාවලිය අතරතුර, තාප බලපෑමේ විශාලත්වය ඉහළ අගයක් ගනී.
දියමන්ති තාප රසායනික සැකසුම් සඳහා ප්‍රශස්ත තත්වයන් තීරණය කිරීම සහ ක්‍රමයේ හැකියාවන් හඳුනා ගැනීම සඳහා, සාහිත්‍යයේ විශ්ලේෂණයකින් පෙන්නුම් කරන පරිදි, කිසිසේත් අධ්යයනය කර නොමැති ඇතැම් රසායනික ක්රියාවලීන්ගේ යාන්ත්‍රණයන් අධ්යයනය කිරීම අවශ්ය විය. දියමන්තියේ තාප රසායනික සැකසුම් පිළිබඳ වඩාත් නිශ්චිත අධ්‍යයනයකට බාධා ඇති වූයේ, පළමුවෙන්ම, දියමන්තියේ ගුණාංග පිළිබඳ ප්රමාණවත් දැනුමක් නොමැතිකමෙනි. තාපය සමඟ එය විනාශ වේ යැයි ඔවුහු බිය වූහ. දියමන්තිවල තාප ස්ථායීතාවය පිළිබඳ පර්යේෂණ මෑත දශක කිහිපය තුළ පමණක් සිදු කර ඇත. ඇතුළත් කිරීම් අඩංගු නොවන දියමන්ති උදාසීන වායුගෝලයක් හෝ රික්තකයක් තුළ ඒවාට කිසිදු හානියක් නොමැතිව 1850 "C" දක්වා රත් කළ හැකි අතර ඉහළ පමණක් බව තහවුරු වී ඇත.
එහි අද්විතීය දෘඪතාව, ප්රත්යාස්ථතාව සහ ජීව විද්යාත්මක පටක වලට එරෙහිව අඩු ඝර්ෂණය හේතුවෙන් දියමන්ති හොඳම තල ද්රව්ය වේ. දියමන්ති පිහි සමඟ ක්රියා කිරීම මෙහෙයුම් සඳහා පහසුකම් සපයන අතර කැපුම්වල සුව කිරීමේ කාලය 2-3 ගුණයකින් අඩු කරයි. අක්ෂි ක්ෂුද්‍ර ශල්‍යකර්ම සඳහා එම්එන්ටීකේ හි ක්ෂුද්‍ර ශල්‍ය වෛද්‍යවරුන්ට අනුව, තාප රසායනික ක්රමය මගින් මුවහත් කරන ලද පිහි හොඳම විදේශීය සාම්පලවලට වඩා පහත් පමණක් නොව ගුණාත්මක භාවයෙන් ද උසස් ය. තාප රසායනිකව මුවහත් කරන ලද පිහි සමඟ මෙහෙයුම් දහස් ගණනක් දැනටමත් සිදු කර ඇත. විවිධ වින්‍යාස සහ ප්‍රමාණයේ දියමන්ති පිහි වෙනත් වෛද්‍ය විද්‍යාවේ සහ ජීව විද්‍යාවේ භාවිතා කළ හැකිය. මේ අනුව, ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂයේ සූදානමක් ඇති කිරීමට මයික්‍රොටෝම් භාවිතා කරයි. ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂයේ ඉහළ විභේදනය නිදර්ශක කොටසෙහි ඝනකම සහ ගුණාත්මක බව කෙරෙහි විශේෂ ඉල්ලීම් කරයි. දියමන්ති මයික්‍රොටෝම්, තාප රසායනික ක්රමය මගින් මුවහත් කර, අවශ්ය ගුණාත්මක කොටස් නිෂ්පාදනය කිරීමට හැකි වේ.
සිමෙන්ති නිෂ්පාදනය සඳහා තාක්ෂණික අමුද්රව්ය
සිමෙන්ති නිෂ්පාදනය තවදුරටත් තීව්‍ර කිරීම සඳහා විවිධ කර්මාන්තවල අපද්‍රව්‍ය භාවිතා කරමින් බලශක්ති සහ සම්පත් ඉතිරි කිරීමේ තාක්ෂණයන් පුළුල් ලෙස හඳුන්වා දීම ඇතුළත් වේ.
ස්කාර්න්-මැග්නටයිට් ලෝපස් සැකසීමේදී, වියළි චුම්බක වෙන් කිරීම (ඩීඑම්එස්) වලිග මුදා හරිනු ලැබේ, ඒවා මිලිමීටර් 25 දක්වා ධාන්ය ප්රමාණයකින් තලා දැමූ ගල් ද්රව්ය වේ. SMS tailings වලට තරමක් ස්ථායී රසායනික සංයුතියක් ඇත, wt.%:
SiO 2 40...45,
Al 2 O 3 10…12,
Fe 2 O 3 15…17,
CaO 12…13,
MgO 5...6,
පෝට්ලන්ඩ් සිමෙන්ති ක්ලින්කර් නිෂ්පාදනයේදී SMS tailings භාවිතා කිරීමේ හැකියාව ඔප්පු කර ඇත. එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන් සිමෙන්ති ඉහළ ශක්ති ලක්ෂණ වලින් සංලක්ෂිත වේ.
ක්ලින්කර් සෑදීමේ තාප බලපෑම (TEC) යනු අන්තරාසර්ග ක්‍රියාවලීන්හි තාප වල වීජීය එකතුව (හුණුගල් decarbonization, මැටි ඛනිජ විජලනය, ද්රව අවධියක් සෑදීම) සහ බාහිර තාප ප්රතික්රියා (CMS tailings මගින් හඳුන්වා දුන් පයිරයිට් ඔක්සිකරණය, සෑදීම ක්ලින්කර් අදියර).
සිමෙන්ති නිෂ්පාදනයේදී ස්කාර්න්-මැග්නටයිට් ලෝපස් සුපෝෂණය කිරීමේ අපද්‍රව්‍ය භාවිතා කිරීමේ ප්‍රධාන වාසි වන්නේ:
මිනිසා විසින් සාදන ලද ප්රභවයන් හේතුවෙන් අමුද්රව්ය පදනම පුළුල් කිරීම;
සිමෙන්ති ගුණාත්මකභාවය පවත්වා ගනිමින් ස්වභාවික අමුද්රව්ය ඉතිරි කිරීම;
ක්ලින්කර් වෙඩි තැබීම සඳහා ඉන්ධන සහ බලශක්ති පිරිවැය අඩු කිරීම;
අඩු ශක්ති ක්රියාකාරී අඩු මූලික ක්ලින්කර් නිෂ්පාදනය කිරීමේ හැකියාව;
තාර්කික අපද්‍රව්‍ය බැහැර කිරීම හරහා පාරිසරික ගැටළු විසඳීම සහ ක්ලින්කර් වෙඩි තැබීමේදී වායුගෝලයට වායු විමෝචනය අඩු කිරීම.
ජෛව සංවේදක
ජෛව සංවේදක යනු නිශ්චල එන්සයිම මත පදනම් වූ සංවේදක වේ. ද්රව්යවල සංකීර්ණ, බහු සංරචක මිශ්රණ ඉක්මනින් හා කාර්යක්ෂමව විශ්ලේෂණය කිරීමට ඔබට ඉඩ සලසයි. වර්තමානයේ, ඒවා විද්යාව, කර්මාන්ත, කෘෂිකර්මය සහ සෞඛ්‍ය සේවා යන අංශ ගණනාවක වැඩි වැඩියෙන් භාවිතා වේ. ස්වයංක්‍රීය එන්සයිම විශ්ලේෂණ පද්ධති නිර්මාණය කිරීමේ පදනම වූයේ එන්සයිම විද්යාව සහ ඉංජිනේරු එන්සයිම විද්යාව ක්ෂේත්‍රයේ නවතම දියුණුවයි. එන්සයිමවල ඇති සුවිශේෂී ගුණාංග - ක්‍රියාවෙහි විශේෂත්වය සහ ඉහළ උත්ප්‍රේරක ක්‍රියාකාරකම් - මෙම විශ්ලේෂණ ක්‍රමයේ සරල බව සහ ඉහළ සංවේදීතාව සඳහා දායක වේ. විශාල සංඛ්යාවක්මේ දක්වා දන්නා සහ අධ්යයනය කරන ලද එන්සයිම මගින් විශ්ලේෂණය කරන ලද ද්රව්ය ලැයිස්තුව නිරන්තරයෙන් පුළුල් කිරීමට හැකි වේ.
එන්සයිම microcalorimetric සංවේදක - එන්සයිම ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑම භාවිතා කරන්න. එය නිශ්චල එන්සයිමයක් සහිත වාහකයකින් පුරවා තර්මිස්ටර් වලින් සමන්විත තීරු දෙකකින් (මිනුම් සහ පාලනය) සමන්විත වේ. විශ්ලේෂණ කළ නියැදිය මිනුම් තීරුව හරහා ගමන් කරන විට, රසායනික ප්රතික්රියාවක් සිදු වන අතර එය වාර්තාගත තාප ආචරණයක් සමඟ ඇත. මෙම වර්ගයේ සංවේදකය එහි බහුකාර්යතාව සඳහා සිත්ගන්නා සුළුය.
නිගමනය
එබැවින්, රසායනික ප්රතික්රියා වල තාප බලපෑමේ ප්රායෝගික යෙදුම විශ්ලේෂණය කිරීමෙන් පසුව, අපට නිගමනය කළ හැකිය: තාප බලපෑම අපගේ එදිනෙදා ජීවිතයට සමීපව සම්බන්ධ වේ, එය නිරන්තරයෙන් අධ්යයනය කරන අතර ප්රායෝගිකව නව යෙදුම් සොයා ගනී.
නවීන තාක්ෂණයන් දියුණු කිරීමත් සමඟ උණුසුම් බලපෑම විවිධ කර්මාන්තවල එහි යෙදුම සොයාගෙන ඇත. රසායනික, මිලිටරි, ඉදිකිරීම්, ආහාර, පතල් කැණීම් සහ වෙනත් බොහෝ කර්මාන්ත ඔවුන්ගේ වර්ධනයන්හි තාප බලපෑම භාවිතා කරයි. එය අභ්යන්තර දහන එන්ජින්, ශීතකරණ ඒකක සහ විවිධ දහන උපකරණ මෙන්ම ශල්‍ය උපකරණ නිෂ්පාදනය, තාප ප්‍රතිරෝධී ආලේපන, නව වර්ගවල ගොඩනැගිලි ද්රව්ය ආදියෙහි භාවිතා වේ.
නිරන්තරයෙන් දියුණු වන විද්‍යාවේ නවීන තත්වයන් තුළ, නිෂ්පාදන ක්ෂේත්‍රයේ වැඩි වැඩියෙන් නව වර්ධනයන් සහ සොයාගැනීම් මතුවීම අපි දකිමු. මෙය රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවල තාප බලපෑම යෙදීමේ වැඩි වැඩියෙන් නව ක්ෂේත්‍ර ඇතුළත් වේ.
චර්නික් ඊ.ඒ.
යොමු කිරීම්
Musabekov Yu., Marcelin Berthelot, M., 1965; Centenaire de Marcelin Berthelot, 1827-1927, P., 1929.
පේටන්ට් 852586 රුසියානු සමූහාණ්ඩුව. MKI V 28 D 5/00. දියමන්ති / A.P.Grigoriev, S.H.Lifshits, P.P.Shamaev (රුසියානු සමූහාණ්ඩුව) මාන සැකසීමේ ක්රමය. - තත්පර 2 යි.
ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම රසායනික ප්රතික්රියාවක ප්රතිඵලයක් ලෙස පද්ධතියක් මඟින් මුදා හරින හෝ අවශෝෂණය කරන තාප ප්රමාණය. මෙය H (P,T = const) හෝ U (V,T = const) විය හැක.
ප්රතික්රියාවක ප්රතිඵලයක් ලෙස තාපය මුදා හරිනු ලැබුවහොත්, i.e. පද්ධතියේ එන්තැල්පිය අඩු වේ ( එන් 0 ), එවිට ප්රතික්රියාව හැඳින්වේ බාහිර තාප.
තාපය අවශෝෂණය සමග ප්රතික්රියා, i.e. පද්ධතියේ එන්තැල්පිය වැඩි වීමත් සමඟ ( එන් 0), ඊ ලෙස හැඳින්වේ ndothermic.
අනෙකුත් රාජ්ය ක්‍රියාකාරකම් මෙන්, එන්තැල්පි ද්රව්ය ප්රමාණය මත රඳා පවතී, එබැවින් එය පරිමාණය කෙරේ ( N)සාමාන්යයෙන් ද්රව්යයේ 1 mol වෙත යොමු වන අතර kJ/mol වලින් ප්‍රකාශ වේ.
සාමාන්යයෙන්, පද්ධති කාර්යයන් තීරණය කරනු ලැබේ සම්මත කොන්දේසි, සම්මත රාජ්ය පරාමිතීන්ට අමතරව, සම්මත උෂ්ණත්වය T = 298.15 K (25C) ඇතුළත් වේ. උෂ්ණත්වය බොහෝ විට උපසිරැසි () ලෙස දැක්වේ.
5.3 තාප රසායනික සමීකරණ
තාප රසායනික ප්රතික්රියා සමීකරණ තාප බලපෑම, ප්රතික්රියා තත්ත්වයන් සහ ද්රව්යවල සමූහ තත්ත්වයන් පෙන්නුම් කරන සමීකරණ. සාමාන්යයෙන් ප්රතික්රියාවේ එන්තැල්පිය තාප ආචරනය ලෙස දැක්වේ. උදාහරණ වශයෙන්,
C (මිනිරන්) + O 2 (ගෑස්) = CO 2 (ගෑස්), H 0 298 = -396 kJ.
තාප බලපෑම ප්රතික්රියා සමීකරණයේ ලිවිය හැකිය:
C (මිනිරන්) + O 2 (ගෑස්) = CO 2 (ගෑස්) + 396 kJ.
රසායනික තාප ගති විද්‍යාවේදී, අංකනයේ පළමු ආකාරය බොහෝ විට භාවිතා වේ.
තාප රසායනික සමීකරණවල ලක්ෂණ.
1. තාප බලපෑම ප්‍රතික්‍රියාකාරකයේ ස්කන්ධය මත රඳා පවතී, po-
එමනිසා, එය සාමාන්යයෙන් ද්රව්යයේ මවුලයකට ගණනය කරනු ලැබේ. මේ සම්බන්ධයෙන්, තාප රසායනික සමීකරණවලදී කෙනෙකුට භාවිතා කළ හැකිය භාගික අවාසි. උදාහරණයක් ලෙස, හයිඩ්රජන් ක්ලෝරයිඩ් මවුලයක් සෑදීමේදී, තාප රසායනික සමීකරණය පහත පරිදි ලියා ඇත:
½H 2 + ½Cl 2 = HCl, H 0 298 = 92 kJ
හෝ H 2 + Cl 2 = 2HCl, H 0 298 = –184 kJ.
2. තාප බලපෑම් ප්රතික්රියාකාරක එකතු කිරීමේ තත්වය මත රඳා පවතී; එය දර්ශක මගින් තාප රසායනික සමීකරණවල දක්වා ඇත: සහ දියර, ජී- වායුමය, ටී අමාරු හෝ වෙත -ස්ඵටිකරූපී, ආර්- විසුරුවා.
උදාහරණයක් ලෙස: H 2 + ½ O 2 = H 2 O (l), H 0 298 = -285.8 kJ.
H 2 + ½ O 2 = H 2 O (g), H 0 298 = 241.8 kJ.
3. ඔබට තාප රසායනික සමීකරණ සමඟ වීජීය මෙහෙයුම් සිදු කළ හැකිය (ඒවා තාප ආචරණය සමඟ ඕනෑම සංගුණකයකින් එකතු කිරීම, අඩු කිරීම, ගුණ කිරීම කළ හැකිය).
තාප රසායනික සමීකරණ සාමාන්ය ඒවාට වඩා සම්පූර්ණයෙන්ම ප්‍රතික්‍රියාවකදී සිදුවන වෙනස්කම් පිළිබිඹු කරයි - ඒවා ප්රතික්රියාකාරක සහ නිෂ්පාදනවල ගුණාත්මක හා ප්‍රමාණාත්මක සංයුතිය පමණක් නොව, මෙම ප්රතික්රියාව සමඟ ඇති ප්‍රමාණාත්මක ශක්ති පරිවර්තනයන් ද පෙන්වයි.
5.4 හෙස්ගේ නීතිය සහ එහි ප්රතිවිපාක
තාප රසායනික ගණනය කිරීම් රුසියානු විද්යාඥ G. I. Hess (1841) විසින් සොයා ගන්නා ලද නීතිය මත පදනම් වේ. එහි සාරය පහත පරිදි වේ: රසායනික ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑම රඳා පවතින්නේ පද්ධතියේ ආරම්භක සහ අවසාන තත්වය මත පමණි, නමුත් ක්රියාවලියේ වේගය සහ මාර්ගය මත රඳා නොපවතී, එනම් අතරමැදි අදියර ගණන මත ය. මෙයින් අදහස් කරන්නේ, විශේෂයෙන්ම, තාප රසායනික ප්රතික්රියා ඒවායේ තාප බලපෑම් සමඟ එකතු කළ හැකි බවයි. උදාහරණයක් ලෙස, කාබන් සහ ඔක්සිජන් වලින් CO 2 සෑදීම පහත යෝජනා ක්රමය මගින් නිරූපණය කළ හැක:
C+O 2 H 1 CO 2 1. C (graph.) + O 2 (g) = CO 2 (g), H 0 1 = -396 kJ.
2. C (graph.) + 1/2O 2 (g) = CO (g), H 0 2 = X kJ.
N 2 N 3
3. CO (g) + 1/2O 2 (g) = CO 2 (g), H 0 3 = 285.5 kJ.
CO +½ ගැන 2
මෙම ක්රියාවලීන් තුනම ප්රායෝගිකව බහුලව භාවිතා වේ. දන්නා පරිදි, CO 2 සෑදීමේ තාප බලපෑම් (H 1) සහ CO දහනය (H 3) පර්යේෂණාත්මකව තීරණය කරනු ලැබේ. CO (H 2) සෑදීමේ තාප බලපෑම පර්යේෂණාත්මකව මැනිය නොහැක, මන්ද ඔක්සිජන් නොමැතිකම යටතේ කාබන් දහනය වන විට CO සහ CO 2 මිශ්රණයක් සෑදේ. නමුත් සරල ද්රව්ය වලින් CO සෑදීමේ ප්රතික්රියාවේ එන්තැල්පිය ගණනය කළ හැක.
හෙස්ගේ නියමයෙන් එය අනුගමනය කරන්නේ H 0 1 = H 0 2 + H 0 3 බවයි. එබැවින්,
H 0 2 = H 0 1 H 0 3 = 396 (285.5) = 110.5 (kJ) - මෙය සත්‍ය අගයයි
මේ අනුව, හෙස්ගේ නියමය භාවිතයෙන්, පර්යේෂණාත්මකව තීරණය කළ නොහැකි ප්රතික්රියා වල තාපය සොයා ගත හැකිය.
තාප රසායනික ගණනය කිරීම්වලදී, හෙස්ගේ නියමයේ ප්රතිවිපාක දෙකක් බහුලව භාවිතා වේ. පළමුවැන්නට අනුව, ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑම ප්රතික්රියා නිෂ්පාදන සෑදීමේ එන්තැල්පිවල එකතුවට සමාන වන අතර ආරම්භක ද්රව්ය (ප්රතික්රියාකාරක) සෑදීමේ එන්තැල්පිවල එකතුව අඩු වේ.
එන් 0 එච්.ආර්. = n නිෂ්පාදනය · එච් 0 ƒ නිෂ්පාදනය - n ref · එන් 0 ƒ ප්රතික්රියාකාරක ,
මෙහි n යනු ද්රව්ය ප්රමාණයයි; N 0 ƒ ද්රව්යයක් සෑදීමේ සම්මත එන්තැල්පි (තාපය)
සම්මත තත්ව යටතේ නිර්ණය කරන ලද සරල ද්රව්ය වලින් සංකීර්ණ ද්‍රව්‍යයක මවුල 1ක් සෑදීමේ ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම මෙම ද්රව්යය සෑදීමේ සම්මත එන්තැල්පිය ලෙස හැඳින්වේ (H 0 රූපය හෝ H 0 ƒ kJ/mol).
ද්‍රව්‍යයක නිරපේක්ෂ එන්තැල්පිය තීරණය කළ නොහැකි බැවින්, මිනුම් සහ ගණනය කිරීම් සඳහා යොමු ලක්ෂ්‍යය, එනම් අගය ගනු ලබන පද්ධතිය සහ කොන්දේසි තීරණය කිරීම අවශ්ය වේ. : Н = 0. තාප ගති විද්‍යාවේදී, සාමාන්ය තත්ත්‍වයේ - සම්මත තත්වයේ - වඩාත් ස්ථායී ස්වරූපවල සරල ද්රව්යවල අවස්ථා ආරම්භක ලක්ෂ්‍යය ලෙස ගනු ලැබේ.
උදාහරණයක් ලෙස: H 0 ƒ (O 2) = 0, නමුත් H 0 ƒ (O 3) = 142.3 kJ/mol. සෑදීමේ සම්මත එන්තැල්පි බොහෝ ද්රව්ය සඳහා තීරණය කර ඇති අතර විමර්ශන පොත්වල ලැයිස්තුගත කර ඇත (වගුව 5.1).
සාමාන්යයෙන්, ප්රතික්රියාව සඳහා aA + bB = cC + dD, එන්තැල්පි, පළමු අනුග්‍රහයට අනුව, සමීකරණය මගින් තීරණය වේ:
H 0 298 h.r. = (cН 0 ƒ, C + dН 0 ƒ, E) (аH 0 ƒ, A + вH 0 ƒ, B).
හේස්ගේ නීතියේ දෙවන ප්රතිවිපාකය කාබනික ද්රව්ය සඳහා අදාළ වේ. කාබනික ද්රව්ය සම්බන්ධ ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑම ප්රතික්රියාකාරක දහන තාපයේ එකතුවට සමාන වේ නිෂ්පාදනවල දහන තාපය අඩු වේ.
මෙම අවස්ථාවේ දී, දහන තාපය සම්පූර්ණ උපකල්පනය යටතේ තීරණය වේ
දහනය: කාබන් CO 2, හයිඩ්රජන් H 2 O, නයිට්‍රජන් N 2 ලෙස ඔක්සිකරණය වේ.
ඔක්සිජන් සමඟ ද්රව්යයක් සෑදෙන මූලද්‍රව්‍යවල ඔක්සිකරණයේ ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම ඉහළ ඔක්සයිඩ සෑදීම ලෙස හැඳින්වේ. මෙම ද්රව්යයේ දහන තාපය(H 0 sg.). මෙම අවස්ථාවෙහිදී, O 2, CO 2, H 2 O, N 2 හි දහන තාපය ශුන්‍යයට සමාන වන බව පැහැදිලිය.
වගුව 5.1
සමහර ද්රව්යවල තාප ගතික නියතයන්
|
ද්රව්යය |
N 0 f, 298, kJ/mol |
S 0 298, J/molK |
G 0 f, 298, kJ/mol |
ද්රව්යය |
N 0 f , 298, kJ/mol |
J/molK |
G 0 f, 298, |
|
C(මිනිරන්) | |||||||
උදාහරණයක් ලෙස, එතනෝල් දහනය කිරීමේ තාපය
C 2 H 5 OH (l) + 3O 2 = 2CO 2 + 3H 2 O (g)
H 0 h.r. = Н 0 сг (C 2 H 5 OH) = 2Н 0 ƒ, (CO 2)+3Н 0 ƒ, (H 2 O) Н 0 ƒ, (C 2 H 5 OH).
Н 0 сг (C 2 H 5 OH) = 2(393.5) + 3(241.8) - (277.7) = 1234.7 kJ/mol.
කැලරි අගයන් යොමු පොත්වල ද දක්වා ඇත.
උදාහරණ 1.එතනෝල් විජලනය ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම තීරණය කරන්න
H 0 sg (C 2 H 4) =1422.8; H 0 sg (H 2 O) = 0;
Н 0 сг (C 2 H 5 OH) = -1234.7 (kJ/mol).විසඳුම.
අපි ප්රතික්රියාව ලියන්නෙමු: C 2 H 5 OH (l) = C 2 H 4 + H 2 O.
දෙවන නිගමනයට අනුව, විමර්ශන පොතේ දක්වා ඇති දහන තාපයෙන් ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම අපි තීරණය කරමු:
H 0 298 x.p = H 0 sg (C 2 H 5 OH) H 0 sg (C 2 H 4) H 0 sg (H 2 O) =
1234.7 + 1422.8 = 188.1 kJ/mol. තාක්ෂණයේ දී, ඒවා සාමාන්යයෙන් භාවිතා කරනුයේ එක් එක් වර්ගයේ ඉන්ධනවල තාප ගුණාංගයන් සංලක්ෂිත කිරීමටය.
කැලරි වටිනාකම.ඉන්ධන තාප ආචරණය ලෙස හැඳින්වේ, ඝන සහ ද්රව ඉන්ධන සඳහා ස්කන්ධ ඒකකයක් (කිලෝ ග්රෑම් 1) දහනය කිරීම හෝ වායුමය ඉන්ධන සඳහා (වගුව 5.2) පරිමාවේ ඒකකයක් (1 m 3) අනුරූප වේ.
වගුව 5.2
සමහර ඒවායේ කැලරි වටිනාකම සහ සංයුතිය
පොදු ඉන්ධන
|
කැලරි වටිනාකම, |
||||
|
ඔක්සිජන් | ||||
|
ඇන්ත්රසයිට්* | ||||
|
පුරාණ | ||||
|
ගල් අඟුරු | ||||
|
ස්වභාවය | ||||
ගෑස්
බොරතෙල්
ඇන්ත්රසයිට් යනු උපරිම කාබන් අන්තර්ගතය (94-96%) සහිත දෘඪ ගල් අඟුරු වේ.
හයිඩ්රජන් යනු අනාගතයේ බලශක්තිය, ප්‍රවාහනය සහ තාක්ෂණය සඳහා වඩාත් ඵලදායී රසායනික ශක්ති වාහකය වන අතර, එය ඉතා ඉහළ කැලරි වටිනාකමක් ඇති බැවින් (වගුව 4.2), එය ප්‍රවාහනය කිරීමට සාපේක්ෂව පහසු වන අතර, එහි දහනයෙන් ජලය පමණක් නිපදවයි, i.e. එය "පිරිසිදු" ඉන්ධනයක් වන අතර වායු දූෂණයට හේතු නොවේ. කෙසේ වෙතත්, බලශක්ති ප්‍රභවයක් ලෙස එහි පුලුල්ව භාවිතා කිරීම නිදහස් තත්වයක ස්වභාවධර්මයේ ඇති ඉතා අඩු හයිඩ්රජන් අන්තර්ගතයට බාධා කරයි. බොහෝ හයිඩ්රජන් නිපදවෙන්නේ ජලය හෝ හයිඩ්‍රොකාබන වියෝජනය වීමෙනි. කෙසේ වෙතත්, එවැනි වියෝජනය සඳහා විශාල ශක්තියක් අවශ්ය වන අතර, ප්රායෝගිකව, තාප අලාභ හේතුවෙන්, හයිඩ්රජන් නිපදවීමට පසුව ලබා ගත හැකි ප්රමාණයට වඩා වැඩි ශක්තියක් වැය කිරීම අවශ්ය වේ. අනාගතයේ දී, විශාල හා ලාභ බලශක්ති ප්රභවයන් නිර්මාණය කිරීමට හැකි නම් (උදාහරණයක් ලෙස, න්යෂ්ටික හෝ සූර්ය බලශක්තිය නිෂ්පාදනය කිරීමේ තාක්ෂණය දියුණු කිරීමේ ප්රතිඵලයක් ලෙස), එහි කොටසක් හයිඩ්රජන් නිෂ්පාදනය කිරීමට යොදා ගනී. අනාගතයේ ශක්තිය හයිඩ්රජන් ශක්තිය බව බොහෝ විද්‍යාඥයන් විශ්වාස කරති.හෙස්ගේ නියමය සහ එහි ප්රතිවිපාක භාවිතා කරමින්, නොදන්නා ප්රමාණයට අනුරූප වන ප්රතික්රියාව දන්නා ලක්ෂණ සහිත වෙනත් ප්රතික්රියා එකතු කිරීමෙන් ලබා ගත හැකි නම්, පර්යේෂණාත්මකව නිර්ණය නොකළ ප්රමාණ ඇතුළුව බොහෝ ප්රමාණ තීරණය කළ හැකිය.
උදාහරණය 2. CH 4 (H 0 сг =890 kJ/mol) සහ H 2 (Н 0 сг =286 kJ/mol) දහන තාපය මත පදනම්ව, 60% හයිඩ්රජන් සහ 40 අඩංගු වායුවක කැලරි අගය ගණනය කරන්න. % මීතේන් CH 4 .
විසඳුම
. දහන ප්රතික්රියා වල තාප රසායනික සමීකරණ ලියන්නෙමු:
1) H 2 +½O 2 = H 2 O (l);H 0 f (H 2 O) = -286 kJ/mol;
CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O (l);H 0 2
H 0 2 = H 0 ƒ, (CO 2) + 2H 0 ƒ, (H 2 0)H 0 ƒ, (CH 4) =3932. 286 + 75 =890 kJ/mol.
ගෑස් 1 m 3 හි H 2 ලීටර් 600 ක් සහ CH 4 ලීටර් 400 ක් අඩංගු වේ, එය H 2 සහ CH 4 වේ. වායුවේ කැලරි වටිනාකම වනුයේ: kJ/m3.
Н 0 сг (C 2 H 5 OH) = -1234.7 (kJ/mol).උදාහරණය 3.
H 0 ƒ, co 2 =393.5;H 0 ƒ, s 2 n 4 = 52.3;H 0 ƒ, n 2 o =241.8.
(සරල ද්රව්ය සෑදීමේ එන්තැල්පිය ශුන්ය බව මතක තබා ගන්න.)
හෙස්ගේ නීතියේ අනුපිළිවෙලට අනුව (4.4):
H 0 298 x.r =n අඛණ්ඩව · Н 0 ƒ , අඛණ්ඩව n ref · N 0 ƒ, ref = 2N 0 ƒ, с 2 + 2Н 0 ƒ, р 2 оН 0 ƒ, 2
2.
(393.5) + 2 . (241.8)52.3 =1322.9 kJ.උදාහරණය 4.
ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම මත පදනම්ව
3CaO (t) + P 2 O 5 (t) = Ca 3 (PO 4) 2 (t),H 0 =739 kJ,
Н 0 сг (C 2 H 5 OH) = -1234.7 (kJ/mol).කැල්සියම් ඕතොපොස්පේට් සෑදීමේ එන්තැල්පිය තීරණය කරන්න.
හෙස්ගේ නීතියේ අනුපිළිවෙලට අනුව:
H 0 298 х.р =Н 0 ƒ, Ca 3 (PO 4) 2 (3Н 0 ƒ, CaO + Н 0 ƒ, P 2 O 5).
මේසයෙන් 4.1: H 0 ƒ, (CaO) =635.5;H 0 ƒ, (P 2 O 5) =1492 (kJ/mol).
H 0 ƒ, Ca 3 (PO 4) 2 =739 + 3. (635.5)1492 =4137.5 kJ/mol.උදාහරණ 5.
Н 0 сг (C 2 H 5 OH) = -1234.7 (kJ/mol). N 2 O හි ඝන සල්ෆර් දහන ප්රතික්රියාව සඳහා තාප රසායනික සමීකරණයක් ලියන්න, සල්ෆර් ග්රෑම් 16 ක් දහනය කිරීමෙන් 66.9 kJ තාපයක් මුදා හරින බව දන්නේ නම් (තාපය මනින විට නිෂ්පාදනවල උෂ්ණත්වය පහත වැටෙන බව උපකල්පනය කෙරේ. ප්රතික්රියාකාරකවල උෂ්ණත්වය, 298 K ට සමාන වේ).
තාප රසායනික සමීකරණයක් ලිවීමට, ඔබ ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම ගණනය කළ යුතුය:
S (t) + 2N 2 O (g) = SO 2 (g) + 2N 2 (g) ;H 0 = X kJ.
ගැටලුවේ කොන්දේසි අනුව, සල්ෆර් ග්රෑම් 16 ක් පුළුස්සා දැමූ විට, 66.9 kJ නිදහස් වන අතර, ප්රතික්රියාවට සල්ෆර් ග්රෑම් 32 ක් සම්බන්ධ වන බව දන්නා කරුණකි. අපි සමානුපාතිකයක් කරමු:
16g 66.9 kJ
32g X kJ X = 133.8 kJ.
මේ අනුව, තාප රසායනික සමීකරණය පහත පරිදි ලියා ඇත:
S (t) + 2N 2 O (g) = SO 2 (g) + 2N 2 (g) ,H 0 x..r. =133.8 kJ.
(තාපය මුදා හරින බැවින්, ප්රතික්රියාව බාහිර තාප, H 0 0).උදාහරණය 6.
Н 0 сг (C 2 H 5 OH) = -1234.7 (kJ/mol).හයිඩ්රජන් ක්ලෝරයිඩ් සෑදීමේ එන්තැල්පිය -91.8 kJ/mol ට සමාන නම් (නිෂ්පාදනවල සහ ප්රතික්රියාකාරකවල උෂ්ණත්වය 25C) හයිඩ්රජන් ලීටර් 5.6 ක් ක්ලෝරීන් (n.o.) සමඟ සංයෝජනය වන විට නිකුත් වන තාප ප්රමාණය කොපමණද?
H 0 ƒ , (HCl) = -91.8 kJ/mol, මෙයින් අදහස් කරන්නේ සරල ද්රව්ය වලින් HCl මවුලයක් සෑදූ විට, තාප රසායනික සමීකරණයට අනුරූප වන තාපය 91.8 kJ මුදා හරින බවයි:
½Cl 2 +½ H 2 =HCl,H 0 ƒ =91.8 kJ.
සමීකරණයෙන් පැහැදිලි වන්නේ HCl 1 mol ලබා ගැනීම සඳහා H 2 හි 0.5 mol පරිභෝජනය කරන බවයි, එනම් 0.5·22.4 l = 11.2 l. අපි සමානුපාතිකයක් කරමු:
11.2 l 91.8 kJ
5.6 l XX= 45.19 kJ.
පිළිතුර: 45.19 kJ තාපය මුදා හරිනු ඇත.උදාහරණ 7.
තාප රසායනික සමීකරණ තුනක් මත පදනම්ව යකඩ (III) ඔක්සයිඩ් සෑදීමේ එන්තැල්පිය තීරණය කරන්න (යොමු පොතක් භාවිතා නොකරන්න):
Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2, H 0 1 = 26.5 kJ;
C (මිනිරන්) +½O 2 = CO,H 0 2 =110.4 kJ;
CO 2 = C (මිනිරන්) + O 2,H 0 3 = + 393.3 kJ.විසඳුම:
4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3; H 0 4 = 2X kJ.
පළමු සමීකරණ තුනෙන් හතරවන එක ලබා ගැනීමට, ඔබ සමීකරණය 1) (2) සහ සමීකරණ 2) සහ 3) (6) මගින් ගුණ කර එකතු කළ යුතුය:
1) 4Fe + 6CO 2 = 2Fe 2 O 3 + 6CO, H 0 1 = 2·(+26.5) kJ;
2) 6CO = 6C (මිනිරන්) + 3O 2,H 0 2 = 6·(+110.4) kJ;
3) 6C (මිනිරන්) + 6O 2 = 6CO 2 ,H 0 3 = 6·(393.3) kJ;
H 0 4 = 2H 0 1 + 6H 0 2 + 6H 0 3 = +53 + 662.42359.8 =1644.4 kJ.
එබැවින් H 0 ƒ (Fe 2 O 3) =822.2 kJ/mol.
V - const සහ p = const සඳහා
නියත පරිමාවකින් සිදුවන රසායනික ප්රතික්රියාවක තාප ආචරණය isochoric thermal effect ලෙස හඳුන්වනු ලබන අතර එය සංකේතවත් කෙරේ. Q වී.
සමීකරණයට ආදේශ කිරීම (43) Q වී, එය සැලකිල්ලට ගනිමින් V = const, අපිට ලැබෙනවා
එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස, ප්රතික්රියාවක සමස්ථානික තාප ආචරණය (සමශ්‍රීක-සමාවිතාප ක්‍රියාවලියකදී සිදු වන) පද්ධතියේ අභ්යන්තර ශක්තියේ වෙනසට සමාන වේ.
නියත පීඩනයකදී සිදුවන ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑම සමස්ථානික තාප ආචරණය ලෙස හැඳින්වේ Q p. අගය (43) සමීකරණයට ආදේශ කිරීම Q p, අපිට ලැබෙනවා
(45)
ප්රකාශනය ප්රතිස්ථාපනය කිරීම U 2 + pV 2මත H 2, ඒ U 1 + pV 1මත H 1, අපිට ලැබෙනවා
Q p = ΔН = Н 2 -Н 1. (46)
එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස, ප්රතික්රියාවක සමස්ථානික තාප ආචරණය (සමස්ථානික-සමාවිතාප ක්‍රියාවලියකදී සිදු වන) පද්ධතියේ එන්තැල්පිය වෙනස් වීමට සමාන වේ.
මේ අනුව, isobaric සහ isochoric තාප ආචරණ රාජ්ය ශ්රිතවල වෙනස්කම් වලට සමාන වේ (44) සහ (46). එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස, ඒවා සංක්‍රාන්ති මාර්ගය මත රඳා නොපවතින නමුත් පද්ධතියේ ආරම්භක සහ අවසාන තත්වයන් මගින් තීරණය වේ. සාමාන්යයෙන්, ප්රතික්රියාවේ තාපය ක්රියාවලියේ ස්වභාවය මත රඳා පවතී.
§ 5. තාප බලපෑම් අතර යැපීම Q v සහ Q p
අතර යැපීමේ සමීකරණය ව්‍යුත්පන්න කිරීමට Qvසහ Q pඅපි සම්බන්ධය භාවිතා කරමු
Q p = ΔН = ΔU p + Δ (pV),
මෙහි ΔU p යනු සමස්ථානික ක්‍රියාවලියකදී තාප ගතික පද්ධතියේ අභ්යන්තර ශක්තිය වෙනස් වීමයි. සාමාන්ය අවස්ථාවෙහිදී, මෙම වෙනස සමස්ථානික ක්‍රියාවලියක අභ්යන්තර ශක්තියේ වෙනස් වීමෙන් වෙනස් වේ, i.e. ΔU P ≠ ΔU V, නිසා
V≠ const. එබැවින්, 
. එබැවින්, ΔU V මගින් ප්රතිස්ථාපනය කරන විට Q වීසමීකරණය (45) පහත පරිදි නැවත ලිවිය හැකිය:
.
ඝණීකෘත පද්ධතිවල වෙනස Q pසහ Qvනොවැදගත් වන අතර එය පිළිගත හැකිය Q p = Q v. කෙසේ වෙතත්, පද්ධතියේ වායුමය ද්රව්ය තිබේ නම්, වෙනස සැලකිය යුතු ය.
අපි පරමාදර්ශී වායූන් උපකල්පනය කරන්නේ නම්, සමීකරණය (45) ආකෘතියෙන් ලිවිය හැකිය
Q P = Qv + pΔV= Q V + pV 2 - pV 1.
මෙම ප්රකාශනය තුළ ප්රතිස්ථාපනය කිරීම pV 2මත n 2 RTසහ pV 1මත n 1 RT, කොහෙද n 1සහ n 2- ප්රතික්රියාවට පෙර සහ පසු වායුමය ද්රව්ය කිලෝමෝල් ගණන, සමීකරණයෙන් (3) අපි ලබා ගනිමු
Q p = Q v + Δ nRT(47)
Q v = Q p -Δ nRT,(48)
කොහෙද Δn- වායුමය ප්රතික්රියා නිෂ්පාදනවල කිලෝමීටර ගණන වෙනස් කිරීම. දී Δn > 0
Q වී< Q P .
එවැනි ප්රතික්රියාවක උදාහරණයක් වන්නේ කාබන් මොනොක්සයිඩ් සෑදීමයි
2C + O 2 = 2CO, එහි Δn= 2 - 1 = 1 සහ Q v = Q p - RT, i.e Q v< Q p . මෙම අවස්ථාවෙහිදී, තාපගතික පද්ධතිය පද්ධතියේ අභ්යන්තර ශක්තිය අඩු කිරීම මගින් ප්රසාරණය කිරීමේ කාර්යය සිදු කරයි.
දී Δn<0 Q V >Q p. එවැනි ප්රතික්රියාවක උදාහරණයක් පහත සඳහන් ප්රතික්රියා වනු ඇත: CO + 0.5O 2 = CO 2හෝ H 2 + 0.5O 2 = H 2 O, එහි Δn = 1 - 1.5 = -0.5, i.e. Δn< 0 . එතකොට Qv = Qp + 0.5RT, i.e. Q v > Q p.
මෙම අවස්ථාවෙහිදී, බාහිර පරිසරය මගින් තාපගතික පද්ධතිය මත වැඩ සිදු කරනු ලබන අතර පද්ධතිය අතිරේක තාපය ලබා ගනී.
කවදා ද Δn = 0, තාප බලපෑම් Q v = Q p. එවැනි ප්රතික්රියාවක උදාහරණයක් වනුයේ ප්රතික්රියාවයි CO + H 2 O = CO 2 + H 2, එහි Δn = 2 - 2 = 0. එබැවින්, Qv = Qp.
හෙස්ගේ නීතිය
රසායනික ක්රියාවලීන්ගේ අතරමැදි අවධීන්ගෙන් ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑමේ ස්වාධීනත්වය 1840 දී රුසියානු විද්යාඥ ශාස්ත්රාලිකයෙකු වන G. I. Hess විසින් පර්යේෂණාත්මක දත්ත පදනම් කරගෙන ස්ථාපිත කරන ලදී. හි සිදුවන ප්රතික්රියා සඳහා මෙය සත්‍ය වේ V, T = constහෝ p, T = const. මෙම ප්‍රකාශය සාරය වශයෙන්, රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවලට අදාළ වන බලශක්ති සංරක්ෂණ නියමයයි. රසායනික තාප ගති විද්‍යාවේ මූලික නියමය වන හෙස්ගේ නියමය, තාපගති විද්‍යාවේ පළමු නියමය සූත්‍රගත කිරීමටත් පෙර සොයා ගත් බව සඳහන් කළ යුතුය. රසායනික ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑම පද්ධතියක් එක් ප්‍රාන්තයක සිට තවත් ප්‍රාන්තයකට සංක්‍රමණය වීමේ මාර්ගය මත රඳා නොපවතින නමුත් එහි ආරම්භක සහ අවසාන තත්වයන් අනුව පමණක් තීරණය වන බව හෙස්ගේ නියමය පවසයි.
මේ අනුව, කලින් ලබාගත් සම්බන්ධතා
Q V =U 2 -U 1 සහ Q p =H 2 - H 1
හෙස්ගේ නියමයේ වීජීය ප්‍රකාශන වේ.
රසායනික ප්රතික්රියා වල තාප බලපෑම් ගණනය කිරීම් M.V Lomonosov, Lavoisier සහ Laplace හි කෘතිවල විස්තර කර ඇත. G. I. Hess, N. N. Beketov, Berthelot, Thomson, I. A. Kablukov සහ අනෙකුත් විද්යාඥයින් විසින් සැලකිය යුතු පර්යේෂණාත්මක ද්රව්ය ලබා ගන්නා ලදී. රසායනික ප්රතික්රියා වල තාප බලපෑම් තීරණය කිරීම සඳහා පුළුල් පර්යේෂණ සිදු කරන ලද්දේ ලුජිනින් සහ ඔහුගේ සිසුන් විසිනි.
රසායනික ප්රතික්රියා වල තාප බලපෑම් තීරණය කිරීම සඳහා, විශේෂ උපකරණ භාවිතා කරනු ලැබේ - කැලරිමීටර.
රසායනික ප්රතික්රියා වල තාප බලපෑම් ගණනය කිරීම සඳහා භාවිතා කළ හැකි හෙස්ගේ නියමය ඉතා ප්රායෝගික වැදගත්කමක් දරයි, පර්යේෂණාත්මක නිර්ණය කිරීම අපහසු හෝ ප්රායෝගිකව කළ නොහැක්කකි. මෙය උදාහරණයකින් පැහැදිලි කර ගනිමු
ද්රව්යය යැයි අපි උපකල්පනය කරමු ඒපදාර්ථ බවට හැරෙනවා INක්රම තුනක්: ද්රව්යයෙන් කෙලින්ම ඒපදාර්ථ බවට INතාප බලපෑම සමඟ Q 1; අදියර හරහා සී, ඩීතාප බලපෑම් සමඟ Q 2, Q 3, Q 4, අදියර හරහා ඊ, එන්, එම්තාප බලපෑම් සමඟ Q 5, Q 6, Q 7සහ Q 8. හෙස්ගේ නීතියට අනුව, සම්පූර්ණ තාප බලපෑම් සමාන වේ
Q 1 =Q 2 +Q 3 +Q 4 ;
Q 1= Q 5 +Q 6 +Q 7 +Q 8.
Q 2 +Q 3 +Q 4 =Q 5 +Q 6 +Q 7 +Q 8.
මෙම සම්බන්ධතා භාවිතා කරමින්, පර්යේෂණාත්මකව ලබා ගත නොහැකි ඕනෑම රසායනික ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑම ගණනය කිරීම පහසුය. උදාහරණයක් ලෙස, තාප බලපෑම
Q 8 =Q 1 -Q 5 -Q 6 -Q 7.
රීතියක් ලෙස, සෑම අදියරකදීම තාප බලපෑම් පිළිබඳ පර්යේෂණාත්මක නිර්ණය කිරීම ඉතා ප්රවේශමෙන් සිදු කරනු ලැබේ හෙස්ගේ නීතියෙන් පැන නගින සියලුම පූර්වාවශ්යතාවයන් (ආරම්භක සහ අවසාන දහන නිෂ්පාදන අඩු කරන ලද කොන්දේසි, ආරම්භක නිෂ්පාදනවල එකම රසායනික සංයුතිය, යනාදිය) සහ පර්යේෂණාත්මක උපකරණ සහ පරිසරය අතර තාප හුවමාරු කොන්දේසි, උෂ්ණත්වය මැනීමේ ක්රම යනාදිය හා සම්බන්ධ අවම දෝෂ සහ සාවද්‍යතාවයන් දක්වා අඩු කරනු ලැබේ, එනම් යාන්ත්රික ශක්තිය සෘජුවම තාප ශක්තිය බවට පරිවර්තනය කිරීම හා සම්බන්ධ ආපසු හැරවිය නොහැකි පාඩු වේ. ප්රායෝගිකව නැත.
Hess ගේ නියමය භාවිතා කරමින්, රසායනික ප්රතික්රියා වල ස්ටෝයිකියෝමිතික සමීකරණ වන ඊනියා තාප රසායනික සමීකරණ භාවිතයෙන් ගණනය කිරීම් කළ හැකිය, එහිදී ප්රතික්රියාවට සහභාගී වන ද්රව්යවල රසායනික සූත්‍ර සමඟ තාප බලපෑම් (එකම කොන්දේසි වලට යොමු කෙරේ. ) ලියා ඇත. ඔබට ඕනෑම වීජීය සමීකරණ සමඟ එකම ආකාරයෙන් මෙම සමීකරණ සමඟ වීජීය මෙහෙයුම් සිදු කළ හැකිය.
Stoichiometric සමීකරණ හෝ අනුපාත යනු ස්ටෝචියෝමිතික නීතිවලට අනුකූල වන ප්රතික්රියා කරන ද්රව්ය ප්‍රමාණයන් අතර සංඛ්‍යාත්මක සම්බන්ධතා වන අතර, එහි ප්‍රධාන විධිවිධාන Avogadro, Gay-Lussac, සංයුතියේ ස්ථාවරත්වය, බහු අනුපාත යනාදී නීති වලින් අනුගමනය කෙරේ.
ස්ටෝචියෝමිතික අනුපාතයෙන්, උදාහරණයක් ලෙස,
2H 2 + O 2 = 2H 2 O
ජලය සෑදෙන විට, හයිඩ්රජන් අණු දෙකකට ඔක්සිජන් අණුවක් හෝ සාමාන්යයෙන් ඇති බව එයින් කියවේ.
x a A+x b B=x a D, අධ්යාපනය අතරතුර xdපදාර්ථයේ අණු ඩීමත x aපදාර්ථයේ අණු ඒඅවශ්යයි x bපදාර්ථයේ අණු IN. අසමතුලිතතාවය x a, x bසහ xd- ආරම්භක ද්රව්යවල අණු සංඛ්‍යාව සහ ප්‍රතික්‍රියාවේදී ලබාගත් ඒවා ස්ටෝචියෝමිතික සංගුණක ලෙස හැඳින්වේ.
රසායනික ප්රතික්රියාවක ආරම්භක සහ ප්‍රතිඵල සහිත ද්රව්යවල කිලෝමීටර ගණන ස්ටොයිකියෝමිතික සංගුණකවලට සමානුපාතික වේ. වායු ප්රතික්රියා වලදී, ප්රතික්රියාකාරක සහ ප්රතික්රියා නිෂ්පාදනවල පරිමාවන් සහ අර්ධ පීඩනය ද ස්ටෝචියෝමිතික සංගුණකවලට සමානුපාතික වේ.
තාප ආචරණ ප්රතික්රියා කරන ද්රව්යවල භෞතික තත්ත්වය සහ ප්රතික්රියාව සිදුවන තත්වයන් මත රඳා පවතින බැවින්, තාප රසායනික ගණනය කිරීම් සිදු කිරීමට හැකි වන පරිදි, තාප රසායනික සමීකරණවලට හඳුන්වා දුන් තාප බලපෑම් සමහර සමාන තත්වයන්ට සම්බන්ධ විය යුතුය, එසේ නොමැතිනම් ඒවා අසමසම වේ. . එවැනි තත්ත්වයන් ඇතැම් සම්මත තත්ත්‍වයේ ද්රව්ය අතර ප්රතික්රියාවක් සිදුවන තත්ත්වයන් ලෙස සැලකේ.
එක් එක් ද්රව සහ ඝන ද්රව්යවල සම්මත තත්ත්වයන් දෙන ලද උෂ්ණත්වයකදී සහ පීඩනයකදී ඒවායේ ස්ථායී තත්ත්වය ලෙස ගනු ලැබේ p = 1 atm = 760 mmHg කලාව., හෝ 1,013- 10 5 Pa, සහ තනි වායූන් සඳහා - මෙය පීඩනයකදී ඔවුන්ගේ තත්වයයි p = 760 mmHg කලාව. සහ දී ඇති උෂ්ණත්වයකදී ඔවුන් පරිපූර්ණ වායුවක තත්වයේ සමීකරණයට අවනත වේ.
සමුද්දේශ ග්‍රන්ථවල බහුලව දක්වා ඇති තාප බලපෑම් සාමාන්යයෙන් පීඩනයට හේතු වේ p = 1භෞතික වායුගෝලය ( 1.013 10 5 Pa)සහ උෂ්ණත්වය t = 25 ° C(298.15 K)සහ දක්වන්න Q 0 V 298සහ Q 0 P 298
හෝ ΔQ 0 298සහ ΔH 0 298 .
විශාල ප්රායෝගික වැදගත්කමක් ඇති අනුග්‍රහයන් හෙස්ගේ නීතියෙන් අනුගමනය කරයි.
1. වියෝජන ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම ප්‍රශ්නයරසායනික සංයෝගයකින් pa යනු විශාලත්වයකින් සමාන වන අතර සෑදීමේ තාප බලපෑමට ප්‍රතිවිරුද්ධ ලකුණකි ප්‍රශ්නයවියෝජන නිෂ්පාදන වලින් මෙම සංයෝගයේ o 6p:
ප්‍රශ්නයවෙනස =- ප්‍රශ්නය arr.
2. එකම අවසාන නිෂ්පාදන රසායනික පද්ධති දෙකකින් විවිධ ආකාර දෙකකින් සෑදී ඇත්නම්, රසායනික ප්රතික්රියා වල තාප බලපෑම්වල අගයන් අතර වෙනස එක් රසායනික පද්ධතියක් තවත් බවට පරිවර්තනය කිරීමේ තාප බලපෑමට සමාන වේ. උදාහරණයක් ලෙස, ද්රව්ය වලින් ද්රව්ය B සෑදීමේ ප්රතික්රියාව සඳහා ඒසහ සමඟ(රූපය 7), හෙස්ගේ නීතියට අනුව,
Q 1 = Q 2 + Q 3,
ද්රව්ය පරිවර්තනයේ තාප බලපෑම පැමිණෙන්නේ කොහෙන්ද? ඒවී සමඟ
Q 3 = Q 1 - Q 2
3. සමාන රසායනික සංයුතියේ පද්ධති ආකාර දෙකකින් විවිධ අවසාන නිෂ්පාදන බවට පරිවර්තනය කරන්නේ නම්, තාප ආචරණවල අගයන් අතර වෙනස රසායනික ප්රතික්රියාවක එක් අවසාන නිෂ්පාදනයක් තවත් බවට පරිවර්තනය කිරීමෙන් ලැබෙන තාපයට සමාන වේ. ඉතින්, ද්රව්යයකින් සෑදූ විට ඒද්රව්ය INසහ සමඟ(රූපය 8), හෙස්ගේ නීතියට අනුව, Q 1 = Q 2 + Q 3, පදාර්ථයේ සංක්‍රාන්තියේ තාප බලපෑම පැමිණෙන්නේ කොහෙන්ද සමඟපදාර්ථ බවට IN
Q 3 = Q 1 - Q 2.
තාප රසායනික ගණනය කිරීම් වලදී, රසායනික ප්රතික්රියා වල තාප බලපෑම් වර්ග දෙකක් විශේෂ වැදගත්කමක් දරයි: සංයෝග සෑදීමේ තාපය සහ දහන තාපය.
සෑදීමේ තාපය සාමාන්යයෙන් සම්මත තත්ව යටතේ අනුරූප සරල ද්රව්ය වලින් ලබා දී ඇති සංයෝගයක් සෑදීමේ ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම ලෙස හැඳින්වේ.
සරල ද්රව්යවල සම්මත තත්ත්වය එක් භෞතික වායුගෝලයකට (760 mm Hg, හෝ 1.013-10 5 Pa) සහ 298.15 K උෂ්ණත්වයකට සමාන පීඩනයකදී ඒවායේ ස්ථායී තත්ත්වය ලෙස සැලකේ.
උදාහරණයක් ලෙස බෙන්සීන් සෑදීමේ ප්රතික්රියාව: සම්මත ප්‍රාන්තවල ද්රව්ය වලින් - "■ ඝන කාබන් සහ වායුමය හයිඩ්රජන්, ද්රව බෙන්සීන් ලබා ගනී.
6S TV + ZN 2 = S 6 N 6zh.
දර්ශක "g" සහ "tv", පිළිවෙලින්, ද්රව සහ ඝන අවධීන් වෙත යොමු වේ. උපසිරැසි "g" වායුමය ද්රව්යයක් වෙත යොමු කරයි, නමුත් එය සාමාන්යයෙන් ගණනය කිරීමේ සමීකරණ වලින් ඉවත් කරනු ලැබේ.
සම්මත තත්ත්‍වයට අනුරූප වන තාපය සම්මත ලෙස හැඳින්වේ. අනෙකුත් භෞතික රසායනික ප්රමාණ සමඟින් සෑදීමේ තාපය පිළිබඳ දත්ත විමර්ශන පොත්වල දක්වා ඇත.
තාප ගතික ගණනය කිරීම් වලදී තීරණය වන්නේ අභ්යන්තර ශක්තියේ සහ එන්තැල්පියේ නිරපේක්ෂ අගයන් නොව, ඒවායේ වෙනස නිසා, ඕනෑම සංයෝගයක් සෑදීමේ තාපය තීරණය කිරීමේදී, අභ්යන්තර ශක්තිය හෝ එන්තැල්පිය සඳහා ආරම්භක ලක්ෂ්‍යය අත්තනෝමතික ලෙස තෝරා ගත හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස, සම්මත තත්ව යටතේ විවිධ සරල ද්රව්ය සඳහා යොමු පොත්වල එන්තැල්පිය ශුන්ය යැයි උපකල්පනය කෙරේ. එවැනි ද්‍රව්‍යවලට C, H2, O2, Cl2(g), F2(g) ආදිය ඇතුළත් වේ.
මේ අනුව, මෙම ද්රව්ය වලින් සංයෝග සෑදීමේ තාප බලපෑම, උදාහරණයක් ලෙස, Q p, අපේක්ෂිත තත්වයන් යටතේ සංයෝගයේ එන්තැල්පියට සමාන වේ.
සෑදීමේ තාපය ඕනෑම ද්රව්ය ප්‍රමාණයකට යෙදිය හැක. විමර්ශන පොත්වල, රීතියක් ලෙස, එය 1 kmol හෝ 1 kg සංයෝගයක් ලෙස හැඳින්වේ.
වගුවේ සමහර පොදු රසායනික සංයෝග සඳහා ද්රව්ය සෑදීමේ තාපය වගුව 1 පෙන්වයි.
දහන තාපය. දහනය යනු සංකීර්ණ, වේගයෙන් සිදුවන රසායනික පරිවර්තනයක් වන අතර, සැලකිය යුතු තාප ප්රමාණයක් මුදා හැරීම සහ රීතියක් ලෙස, දීප්තිමත් බැබළීමක් ඇත.
වගුව 1. සම්මත තත්ව යටතේ සරල ද්රව්ය වලින් සංයෝග සෑදීමේ තාප බලපෑම්
| ද්රව්යය | ද්රව්යය | Q 0 P 298 = ΔH 0 298 ·10 -6 Jfkmol | Q 0 P 298 = ΔH 0 298 10 -3 Kcalfcmole | ||
| C (මිනිරන්) | C 2 H 4 g - එතිලීන් | 52,28 | 12,492 | ||
| එන් ජී | 217,98 | 52,098 | C 2 H 6g - ඊතේන් | -84,67 | -20,236 |
| H 2g | C 3 N 8g - ප්රොපේන් | -103,9 | -24,820 | ||
| N 2 ග්රෑම් | C 6 H vg - බෙන්සීන් | 82,93 | 19,82 | ||
| ඔග් | 429,18 | 59,56 | C 6 H 6zh - බෙන්සීන් | 49,04 | 11,718 |
| ඔහ් ජී | 38,96 | 9,31 | C හි H 12g - සයික්ලෝ- | -123,1 | -29,43 |
| ඔහ් 2 ග්රෑම් | 0 - | hexane | |||
| 142,3 | 34,0 | C 7 H 8g - ටොලුයින් | 50,00 | 11,95 | |
| CO g | -110,5 | -26,41 | C 7 H 8zh - ටොලුයින් | 8,08 | 1,93 |
| CO 2g | -393,51 | -94,05 | C 10 H 8cr - නැෆ්තා- | 75,44 | 18,03 |
| CaCO 3 (කැල්සයිට්) | -1206 | -288,2 | ලින් | ||
| CaO (ස්ඵටික) | -635,1 | -151,8 | CH 4 O l - මෙතිල්- | -238,7 | -57,05 |
| N 2 O G | -241,84 | -57,80 | අධික මත්පැන් | ||
| එච් 2 ඕ | -285,84 | -68,32 | CH 4 O G - මෙතිල්- | -202,2 | -48,09 |
| NH 3 g | -46,19 | -11,04 | අධික මත්පැන් | ||
| NH 3 w | -69,87 | -16,7 | C 2 H 6 O F - එතිල්- | -277,6 | -66,35 |
| NO g | 90,37 | 21,60 | අධික මත්පැන් | ||
| NO 2 ග්රෑම් | 33,89 | 8,09 | O g හි C 2 H - එතිල්- | -235,3 | -56,24 |
| N 2 O g | 81,55 | 19,5 | අධික මත්පැන් | ||
| N2O4r | 9,37 | 2,24 | CH 5 N r - මෙතිල්- | -28,03 | -6,70 |
| Na O 5 | (12,5) | (3,06) | amine | ||
| CH 4r - මීතේන් | -74,85 | -17,889 | C 2 H 7 N r - dimethyl- | -27,61 | -6,60 |
| QH 2r - ඇසිටිලීන් | 226,75 | 54,194 | amine |
සහල්. 9. කැලරිමිතික "බෝම්බයක" රූප සටහන:
1 - සිලින්ඩරය; 2 - ආවරණ; 3 - කැලික්ස්; 4 - සර්පිලාකාර 
දහන ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑම, දහන තාපය ලෙස හැඳින්වේ, සාමාන්යයෙන් කැලරිමිතිකව මනිනු ලැබේ.
සංයෝගයක දහන තාපය යනු ඔක්සිජන් සමඟ දී ඇති සංයෝගයක ඔක්සිකරණ ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑමයි, අනුරූප මූලද්‍රව්‍යවල ඉහළ ඔක්සයිඩ සීමා කිරීමත් සමඟ. උදාහරණයක් ලෙස, තාප එන්ජින්වල ප්‍රධාන ඉන්ධනය වන කාබනික සංයෝගවල, කාබන් කාබන් ඩයොක්සයිඩ්, හයිඩ්රජන් ජල වාෂ්ප බවට ඔක්සිකරණය වේ, සහ ඒවායේ අවසාන ඔක්සිකරණ නිෂ්පාදන සඳහා කුඩා ප්‍රමාණවලින් සංයෝගයට ඇතුළත් කර ඇති අනෙකුත් ද්රව්ය.
දහන තාපය උෂ්ණත්වය හා පීඩනය මගින් සැලකිය යුතු ලෙස බලපායි. තාප රසායනික අනුපාතවල දහන තාපය භාවිතා කිරීමට හැකි වන පරිදි, එය සම්මත තත්ත්වයන් වෙත ගෙන ආ යුතුය. මෙම නඩුවේ දහන තාපය සම්මත ලෙස හැඳින්වේ. ප්රතික්රියා වල තාප බලපෑම් තීරණය කිරීම සඳහා විමර්ශන පොතෙන් සොයාගත් කැලරි අගය භාවිතා වේ.
රූපයේ. රූප සටහන 9 හි දැක්වෙන්නේ දහන තාපය පර්යේෂණාත්මකව තීරණය කරන කැලරිමිතික බෝම්බයක රූප සටහනකි. කැලරිමිතික බෝම්බය ඝන බිත්ති සහිත වානේ සිලින්ඩර 1, ප්ලැටිනම් සමග ඇතුළත ආලේප කර ඇත. ආවරණ 2 සිලින්ඩරය මතට ඉස්කුරුප්පු කර ඇත පරීක්ෂණ ද්රව්යය කිරා බැලීම සඳහා 3 කෝප්පයක් ඇත. ඔක්සිජන් ඉහළ පීඩනයක් යටතේ සිලින්ඩරයට පොම්ප කරනු ලැබේ. වයර් 4 භාවිතා කරමින්, විදුලි ධාරාව මගින් රත් කරන ලද, අධ්යයනය යටතේ ඇති ද්රව්යය දැල්වී ඇත. බෝම්බය කැලරිමීටරයක තබා ඇති අතර එමඟින් අධ්‍යයනයට ලක්වන ද්රව්යයේ දහන තාපය තීරණය වේ. දහන නිෂ්පාදනවල උෂ්ණත්වය දැල්වීමට පෙර බෝම්බයේ උෂ්ණත්වයට "ගෙන එනු ලැබේ".
කාබනික සංයෝගවල දහන තාපය, බොහෝ විට ඉන්ධන දහනය කිරීමේ තාපය ලෙස හැඳින්වේ, තාප එන්ජින්වල ක්රියාකාරී ක්රියාවලීන් ගණනය කිරීමේ ආරම්භක අගය වේ. එය ස්කන්ධයෙන් කිලෝ ග්රෑම් 1 ක්, පරිමාව 1 m 3 ක් හෝ ඉන්ධන කිලෝමීටර 1 ක් සම්පූර්ණ දහනය කිරීමේදී නිකුත් කරන ලද තාප ප්රමාණය (J හෝ kcal) ලෙස අර්ථ දැක්වේ.
ඉන්ධන දහනය කිරීමේ තාපය, ඉහත විස්තර කර ඇති ආකාරයට තීරණය කළහොත්, කැලරිමිතික බෝම්බයක් තුළ, V = const හි ක්රියාවලිය සඳහා දහන තාපය වනු ඇත, එනම් එය තාප බලපෑම Q V වේ.
ඉන්ධනවල ඉහළ සහ අඩු කැලරි අගයන් ඇත.
ඉන්ධන Q B හි ඉහළ කැලරි වටිනාකම යනු ජල වාෂ්ප ඝනීභවනය කිරීමේ කොන්දේසිය යටතේ ඉන්ධනවල දැවෙන කොටස් දහනය කිරීමේදී නිකුත් කරන ලද මුළු තාප ප්රමාණයයි.
ඉන්ධන දහනයෙහි අඩු කැලරි අගය Q H යනු මුදා හරින ලද මුළු තාප ප්රමාණය සහ ජලය වාෂ්පීකරණයේ ගුප්ත තාපය අතර වෙනසයි, ඉන්ධනවල අපිරිසිදුකමක් ලෙස පවතින අතර හයිඩ්රජන් දහනය හේතුවෙන් ඇති වේ.
ඉන්ධන දහනය කිරීමේදී ඉහළම Q B සහ අඩුම Q H තාපය එකිනෙකට සම්බන්ධ වන්නේ සම්බන්ධතාවයෙනි
-Q h = -Q B +r b (9H + W) = -Q b + 2.512 10 6 (9H+W), Jfkg, (49)
එහිදී r b යනු වාෂ්පීකරණයේ ගුප්ත තාපය (තාක්ෂණික ගණනය කිරීම් සඳහා, r b ≈ 2.512· 10 6 Jfkg ගනු ලැබේ); 9H - ඉන්ධන කිලෝ ග්රෑම් 1 ක අඩංගු හයිඩ්රජන් H (kg) දහනය කිරීමේදී ඇතිවන ජල වාෂ්ප ප්රමාණය; W යනු ඉන්ධන කිලෝ ග්රෑම් 1 ක් අඩංගු තෙතමනය ප්රමාණය, කි.
අභ්යන්තර දහන එන්ජින් ක්රියාකාරී ක්රියාවලීන් ගණනය කිරීමේදී, අඩු කැලරි අගය දහනයේ කැලරි අගය ලෙස ගනු ලැබේ, මන්ද යත් පිටාර පද්ධතිය හරහා එන්ජිමෙන් ඉවත් කරන ලද දහන නිෂ්පාදන සාමාන්යයෙන් ඒවායේ අඩංගු ජල වාෂ්පයේ ඝනීභවනය වන උෂ්ණත්වයට වඩා වැඩි උෂ්ණත්වයක් ඇති බැවිනි.
වගුවේ වගුව 2 ඉන්ධනවල අඩු තාපන අගයේ අගයන් පෙන්වයි.
හෙස්ගේ නියමය සහ එහි ප්රතිවිපාක මත පදනම්ව, ප්රතික්රියාකාරක සෑදීමේ තාප බලපෑම් හරහා ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑම තීරණය කිරීම සඳහා තාප රසායනික සමීකරණයක් ගොඩනගා ගත හැකිය.
ඉතින්, උදාහරණයක් ලෙස, ප්රතික්රියාව සිදු වුවහොත් bB + dD = eE + gG, B, D, E, G, b, d, e, g - ආරම්භක ද්රව්ය සහ ප්රතික්රියා නිෂ්පාදන
වගුව 2
ඉන්ධනවල අඩු තාපන අගය
| ඉන්ධන | අණුක බර | අඩු තාපන අගය | |
| μg, kgfmol | Jfkg · 10 -6 | kcalfkg | |
| ගැසොලින් (බර අනුව මූලද්‍රව්‍ය සංයුතිය | 110-120 | -44,0 | -10 500 |
| C = 0.855: H = 0.145) | |||
| ඩීසල් ඉන්ධන (මූලික සම- | 180-200 | -42,50 | -10 150 |
| C = 0.870 ස්කන්ධයෙන් වීම; H = 0.126; | |||
| O = 0.004) | |||
| භූමිතෙල් වර්ගය T-1 | -42,845 | -10 230 | |
| CH 4g - මීතේන් | 16,042 | -49,80 | -11 860 |
| C 3 N 8g - ප්රොපේන් | 44,094 | -46,05 | -11 000 |
| CH 5 N r - මෙතිලමයින් | 31,058 | -31,20 | -7 446 |
| СгН 7 Н g - එතිලමයින් | 45,084 | -35,15 | -8 340 |
| CH e N 2)K - මෙටහයිඩ්රසීන් | 46,084 | -25,44 | -^-6 070 |
| C 2 H 8 N 2)K - අසමමිතික ඩයිමෙතිල්- | 60,100 | -32,90 | -7 850 |
| හයිඩ්රසීන් |
සහ ඒවායේ ස්ටෝචියෝමිතික සංගුණක, පිළිවෙලින්, පසුව මෙම ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම
Q p =(eQ arr +gQ arrG) – (bQ arrB +dQ arrD)
එබැවින් සාමාන්ය ස්වරූපයෙන් සමීකරණය
(50)
මෙහි Q arrB, Q arrD, Q arrE සහ Q o 6pG යනු පිළිවෙලින් ආරම්භක ද්රව්ය සහ ප්රතික්රියා නිෂ්පාදන සෑදීමේ තාපය වේ; n i - ප්රතික්රියා කරන ද්රව්යවල ස්ටෝචියෝමිතික සංගුණකවලට සමානුපාතිකව (1 සිට t දක්වා) කිලෝමීටර් සංඛ්‍යා.
ප්‍රති, ලයක් වශයෙන්, ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම ප්රතික්රියා නිෂ්පාදන සෑදීමේ තාපය සහ අනුරූප ස්ටෝචියෝමිතික සංගුණක සමඟ ගන්නා ලද ආරම්භක ද්රව්ය සෑදීමේ තාපය අතර වෙනසට සමාන වේ.
Hess ගේ නියමය සහ එහි ප්රතිවිපාක භාවිතා කරමින්, ප්රතික්රියාවට සම්බන්ධ ද්රව්යවල දහන තාපය දන්නේ නම්, තාප ආචරණය ගණනය කිරීම සඳහා තාප රසායනික සමීකරණයක් ගොඩනගා ගත හැකිය.
සාමාන්යයෙන්
එනම්, ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම ආරම්භක ද්රව්යවල දහන තාපය සහ ප්රතික්රියා නිෂ්පාදනවල දහන තාපය අතර වෙනසට සමාන වේ (ඒවායේ ස්ටෝචියෝමිතික සංගුණක සැලකිල්ලට ගනිමින්).
මෙතිල් මධ්යසාර CH 3 OH (රූපය 10) දහනය කිරීමේ උදාහරණයෙන් මෙය පැහැදිලි කළ හැකිය. මෙතිල් මධ්යසාර 1 kmol දහන තාපය
Q 2сг = - 726.49·10 6 J/kmol;
CO 2 හි C දහන තාපය සහ H 2 O F හි H 2 පිළිවෙළින් සමාන වේ
Q" 1 c g = -393.51·10 6 J/kmol;
Q" 1 c g = -285.84·10 6 J/kmol;
Q lc g = -965.19 ·10 6 J/kmol.
සහල්. 10. තාප නිර්ණය යෝජනා ක්රමය 
මෙතිල් මධ්යසාර දහනය මත බලපෑම
දහන ප්රතික්රියා වල තාප රසායනික සමීකරණ අපි ලියන්නෙමු:
C + O 2 = CO 2 + Q" 1 c g;
2H 2 + O 2 = 2H 2 O F + 2Q" 1 c g;
CH 3 OH F + 1.5O 2 = CO 2 + 2H 2 O + Q 2.
C + 2H 2 + 0.5O 2 = CH 3 OH + Q 3 සමීකරණයෙන් මෙතිල් ඇල්කොහොල් සෑදීමේ තාපය තීරණය කිරීම සඳහා, ඉහත ලියා ඇති සමීකරණ දෙක එකතු කර තෙවැන්න අඩු කරන්න. සමහර පරිවර්තනයන් පසු අපට ලැබේ
C + 2H 2 + 0.5O 2 = CH 3 OH + (Q lcr - Q 2cr),
අවසාන සමීකරණ දෙක සසඳන විට, අපි නිගමනය කරන්නේ දියර මෙතිල් මධ්යසාර 1 kmol සෑදීමේ අවශ්ය තාපය
Q 3rev = -238.7 · 10 6 Jfkmol.
අදාළ තොරතුරු.
එසේත් නැතිනම් රසායනික ප්රතික්රියාවක් සිදුවීම නිසා පද්ධතියක එන්තැල්පිය වෙනස් වීම - රසායනික ප්රතික්රියාව සිදු වූ පද්ධතියට ලැබුණු රසායනික විචල්‍යයක වෙනස් වීම නිසා ඇතිවන තාප ප්රමාණය සහ ප්රතික්රියා නිෂ්පාදන උෂ්ණත්වය ප්රතික්රියාකාරක
තාප ආචරණය පවතින රසායනික ප්රතික්රියාවේ ස්වභාවය මත පමණක් රඳා පවතින ප්රමාණයක් වීමට නම්, පහත කොන්දේසි සපුරාලිය යුතුය:
- ප්රතික්රියාව නියත පරිමාවකින් ඉදිරියට යා යුතුය ප්‍රශ්නය v (isochoric ක්රියාවලිය), හෝ නියත පීඩනයකදී ප්‍රශ්නය p (isobaric ක්රියාවලිය).
- P = const හි සිදු කළ හැකි පුළුල් කිරීමේ කාර්යය හැර, පද්ධතිය තුළ කිසිදු කාර්යයක් සිදු නොකෙරේ.
T = 298.15 K = 25 ˚C සහ P = 1 atm = 101325 Pa හි සම්මත තත්ව යටතේ ප්රතික්රියාව සිදු කරන්නේ නම්, තාප ආචරණය ප්රතික්රියාවේ සම්මත තාප බලපෑම හෝ ප්රතික්රියාවේ සම්මත එන්තැල්පිය ලෙස හැඳින්වේ. එච් rO තාප රසායන විද්‍යාවේදී, ප්රතික්රියාවේ සම්මත තාපය ගණනය කරනු ලබන්නේ ගොඩනැගීමේ සම්මත එන්තැල්පි භාවිතා කරමිනි.
සෑදීමේ සම්මත එන්තැල්පිය (සාදීමේ සම්මත තාපය)
සෑදීමේ සම්මත තාපය සරල ද්රව්ය වලින් සහ ස්ථායී සම්මත ප්‍රාන්තවල ඇති එහි සංරචක වලින් ද්‍රව්‍යයක එක් මවුලයක් සෑදීමේ ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම ලෙස වටහාගෙන ඇත.
උදාහරණයක් ලෙස, කාබන් සහ හයිඩ්රජන් වලින් මීතේන් මවුල 1ක් සෑදීමේ සම්මත එන්තැල්පිය ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑමට සමාන වේ:
C(tv) + 2H 2 (g) = CH 4 (g) + 76 kJ/mol.
සෑදීමේ සම්මත එන්තැල්පිය Δ මගින් දැක්වේ එච් fO මෙහි f දර්ශකය යනු ගොඩනැගීමයි, සහ Plimsol තැටියක් සිහිගන්වන හරස්කඩ රවුමෙන් අදහස් වන්නේ අගය පදාර්ථයේ සම්මත තත්වයට යොමු වන බවයි. සම්මත එන්තැල්පි සඳහා තවත් තනතුරක් බොහෝ විට සාහිත්‍යයේ දක්නට ලැබේ - ΔH 298.15 0, 0 යනු එක් වායුගෝලයකට සමාන පීඩනයක් (හෝ, තරමක් නිවැරදිව, සම්මත තත්වයන්) සහ 298.15 යනු උෂ්ණත්වයයි. සමහර විට 0 දර්ශකය අදාළ ප්රමාණ සඳහා භාවිතා වේ පිරිසිදු ද්රව්යය, එය සමඟ සම්මත තාප ගතික ප්රමාණ නම් කළ හැක්කේ පිරිසිදු ද්රව්යයක් සම්මත තත්ත්වය ලෙස තෝරාගත් විට පමණක් බව නියම කිරීම. උදාහරණයක් ලෙස, අතිශයින්ම තනුක ද්‍රාවණයක ද්‍රව්‍යයක තත්ත්වය ද සම්මතයක් ලෙස පිළිගත හැකිය. මෙම නඩුවේ "Plimsoll තැටිය" යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ එහි තේරීම කුමක් වුවත් පදාර්ථයේ සැබෑ සම්මත තත්වයයි.
සරල ද්රව්ය සෑදීමේ එන්තැල්පිය ශුන්‍යයට සමාන වන අතර, ගොඩනැගීමේ එන්තැල්පියෙහි ශුන්ය අගය, T = 298 K හි ස්ථායී, සමුච්චිත තත්වයට යොමු කරයි. උදාහරණයක් ලෙස, ස්ඵටික තත්වයේ අයඩීන් සඳහා Δ එච් I 2 (tv) 0 = 0 kJ/mol, සහ දියර අයඩීන් සඳහා Δ එච් I 2 (g) 0 = 22 kJ/mol. සම්මත තත්ව යටතේ සරල ද්රව්ය සෑදීමේ එන්තැල්පි ඒවායේ ප්‍රධාන ශක්ති ලක්ෂණ වේ.
ඕනෑම ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑම සියලු නිෂ්පාදනවල සෑදීමේ තාප එකතුව සහ දී ඇති ප්රතික්රියාවක ඇති සියලුම ප්රතික්රියාකාරක සෑදීමේ තාප එකතුව අතර වෙනස ලෙස දක්නට ලැබේ (හෙස්ගේ නියමයේ ප්රතිඵලයක්):
Δ එච්ප්රතික්රියාව O = ΣΔ එච් f O (නිෂ්පාදන) - ΣΔ එච් f O (ප්රතික්රියාකාරක)තාප රසායනික බලපෑම් රසායනික ප්රතික්රියා වලට ඇතුළත් කළ හැකිය. මුදා හරින ලද හෝ අවශෝෂණය කරන ලද තාප ප්රමාණය පෙන්නුම් කරන රසායනික සමීකරණ තාප රසායනික සමීකරණ ලෙස හැඳින්වේ. පරිසරයට තාපය මුදා හැරීම සමඟ ඇති ප්රතික්රියා ඍණාත්මක තාප බලපෑමක් ඇති අතර ඒවා බාහිර තාප ලෙස හැඳින්වේ. තාපය අවශෝෂණය සමග ප්රතික්රියා ධනාත්මක තාප බලපෑමක් ඇති අතර එය endothermic ලෙස හැඳින්වේ. තාප ආචරණය සාමාන්යයෙන් ප්රතික්රියා කරන ලද ආරම්භක ද්රව්යයේ එක් මවුලයක් වන අතර එහි ස්ටෝචියෝමිතික සංගුණකය උපරිම වේ.
ප්රතික්රියාවේ තාප ආචරනය (එන්තැල්පි) හි උෂ්ණත්වය රඳා පැවතීම
ප්රතික්රියාවක එන්තැල්පියෙහි උෂ්ණත්වය රඳා පැවතීම ගණනය කිරීම සඳහා, ප්රතික්රියාවට සහභාගී වන ද්රව්යවල මවුල තාප ධාරිතාව දැන ගැනීම අවශ්ය වේ. T 1 සිට T 2 දක්වා උෂ්ණත්වය ඉහළ යාමත් සමඟ ප්රතික්රියාවේ එන්තැල්පිය වෙනස් වීම Kirchhoff නීතියට අනුව ගණනය කෙරේ (මෙම උෂ්ණත්ව පරාසය තුළ molar තාප ධාරිතාව උෂ්ණත්වය මත රඳා නොපවතින අතර අදියර පරිවර්තනයන් නොමැත):
දී ඇති උෂ්ණත්ව පරාසයක අදියර පරිවර්තන සිදුවන්නේ නම්, ගණනය කිරීමේදී අනුරූප පරිවර්තනයන්හි තාපය මෙන්ම එවැනි පරිවර්තනයන්ට භාජනය වූ ද්රව්යවල තාප ධාරිතාවයේ උෂ්ණත්ව යැපීමෙහි වෙනසක් ද සැලකිල්ලට ගත යුතුය:
මෙහි ΔC p (T 1 ,T f) යනු T 1 සිට අදියර සංක්‍රාන්ති උෂ්ණත්වය දක්වා උෂ්ණත්ව පරාසයේ තාප ධාරිතාව වෙනස් වීම; ΔC p (T f ,T 2) යනු අදියර සංක්‍රාන්ති උෂ්ණත්වයේ සිට අවසාන උෂ්ණත්වය දක්වා උෂ්ණත්ව පරාසයේ තාප ධාරිතාව වෙනස් වීම වන අතර T f යනු අදියර සංක්‍රාන්ති උෂ්ණත්වයයි.
දහනය පිළිබඳ සම්මත එන්තැල්පිය - Δ එච් hor o, ඉහළම ඔක්සිකරණ තත්වයේ ඔක්සයිඩ සෑදීමට ඔක්සිජන් වල ද්‍රව්‍යයක එක් මවුලයක දහන ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම. දහනය කළ නොහැකි ද්රව්ය දහනය කිරීමේ තාපය ශුන්ය ලෙස උපකල්පනය කෙරේ.
විසඳුමේ සම්මත එන්තැල්පිය - Δ එච්ද්‍රාවණය, ද්‍රාවකයේ අසීමිත විශාල ප්‍රමාණයක ද්‍රව්‍යයක මවුල 1 ක් විසුරුවා හැරීමේ ක්රියාවලියේ තාප බලපෑම. එය සෑදී ඇත්තේ ස්ඵටික දැලිස් විනාශ කිරීමේ තාපය සහ හයිඩ්‍රේෂන් තාපය (හෝ ජලීය නොවන ද්‍රාවණ සඳහා ද්‍රාව්‍ය තාපය), ද්‍රාවක අණු අණු හෝ ද්‍රාව්‍යයේ අයන සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කිරීමේ ප්රතිඵලයක් ලෙස මුදා හැරීමෙනි. විචල්ය සංයුතියේ සංයෝග - හයිඩ්රේට (solvates). ස්ඵටික දැලිස් විනාශ කිරීම සාමාන්යයෙන් අන්තරාසර්ග ක්රියාවලියකි - Δ එච් resh > 0, සහ අයන සජලනය බාහිර තාප, Δ එච්ජල< 0. В зависимости от соотношения значений Δඑච් resh සහ Δ එච්ද්රාවණයේ හයිඩ්ර එන්තැල්පිය ධනාත්මක සහ සෘණ අගයන් දෙකම තිබිය හැක. මේ අනුව, ස්ඵටිකරූපී පොටෑසියම් හයිඩ්රොක්සයිඩ් ද්රාවණය තාපය මුදා හැරීම සමඟ සිදු වේ:
Δ එච්විසුරුවා හැරීමKOH o = Δ එච්තීරණය කරන්න + Δ එච් hydrK + o + Δ එච් hydroOH - o = -59 KJ/molසජලනය කිරීමේ එන්තැල්පිය යටතේ - Δ එච් hydr, අයන මවුල 1 ක් රික්තයේ සිට ද්රාවණය දක්වා ගමන් කරන විට නිකුත් වන තාපයට යොමු වේ.
උදාසීන කිරීමේ සම්මත එන්තැල්පිය - Δ එච්සම්මත තත්ව යටතේ ජල මවුල 1ක් සෑදීමට ප්‍රබල අම්ල සහ භෂ්ම වල ප්රතික්රියාවේ නියුට්‍රෝ එන්තැල්පිය:
HCl + NaOH = NaCl + H 2 O H + + OH - = H 2 O, ΔH neutr ° = -55.9 kJ/mol
ප්‍රබල විද්‍යුත් විච්ඡේදකවල සාන්ද්‍රිත ද්‍රාවණ සඳහා උදාසීන කිරීමේ සම්මත එන්තැල්පිය තනුක කිරීමේදී අයනවල සජලනය ° හි ΔH අගය වෙනස් වීම හේතුවෙන් අයන සාන්ද්‍රණය මත රඳා පවතී.
සටහන්
සාහිත්යය
- නෝරේ ඩී.ජී., ක්‍රිලෝවා එල්.එෆ්., මුසිකන්ටොව් වී.එස්.භෞතික රසායනය. - එම්.: උසස් පාසල, 1990
- ඇට්කින්ස් පී.භෞතික රසායනය. - මොස්කව්. : ලෝකය, 1980
විකිමීඩියා පදනම.
- 2010.
- නෙනියුකොව්, දිමිත්‍රි වෙසෙවොලොඩොවිච්
මායාකාරියන්ගේ හෝරාව
වෙනත් ශබ්ද කෝෂවල "රසායනික ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑම" යනු කුමක්දැයි බලන්න:රසායනික ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑම - පහත සඳහන් කොන්දේසි යටතේ රසායනික ප්රතික්රියාවක සමීකරණයට අනුරූප ප්‍රමාණවලින් ආරම්භක ද්රව්ය ප්රතික්රියා නිෂ්පාදන බවට රසායනික පරිවර්තනයේ ප්රතිඵලයක් ලෙස අවශෝෂණය කරන ලද (මුදා හරින ලද) තාපය: 1) මෙම නඩුවේ ඇති එකම කාර්යය වන්නේ ... ...
තාක්ෂණික පරිවර්තක මාර්ගෝපදේශයරසායනික ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑම - – පහත සඳහන් කොන්දේසි යටතේ රසායනික ප්රතික්රියාවේ සමීකරණයට අනුරූප ප්‍රමාණවලින් ආරම්භක ද්රව්ය ප්රතික්රියා නිෂ්පාදන බවට රසායනික පරිවර්තනයේ ප්රතිඵලයක් ලෙස අවශෝෂණය කරන (මුදා හරින ලද) තාපය: ... ...
වෙනත් ශබ්ද කෝෂවල "රසායනික ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑම" යනු කුමක්දැයි බලන්න:ගොඩනැගිලි ද්රව්ය පිළිබඳ නියමයන්, නිර්වචන සහ පැහැදිලි කිරීම් පිළිබඳ විශ්වකෝෂය
- රසායනික ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑම; තාප ආචරණය පද්ධතිය විසින් අවශෝෂණය කරන ලද තාප එකතුව සහ බාහිර පීඩනයේ කාර්යය හැර එය මත සිදු කරන ලද සියලු වර්ගවල වැඩ, සහ සියලු ප්රමාණ ආරම්භක හා අවසාන උෂ්ණත්වයේ එකම උෂ්ණත්වයට සම්බන්ධ වේ ... ...තාප බලපෑම - රසායනික ප්රතික්රියාව; තාප ආචරණය පද්ධතිය විසින් අවශෝෂණය කරන ලද තාපයේ එකතුව සහ බාහිර පීඩනයේ කාර්යය හැර එය මත සිදු කරන ලද සියලු වර්ගවල වැඩ, සහ සියලු ප්රමාණ පද්ධතියේ ආරම්භක සහ අවසාන තත්වයන් එකම උෂ්ණත්වයට සම්බන්ධ වේ ...
පොලිටෙක්නික් පාරිභාෂිතය පැහැදිලි කිරීමේ ශබ්දකෝෂයප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම - රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවකදී පද්ධතියක් මඟින් මුදා හරින හෝ අවශෝෂණය කරන තාප ප්රමාණය. කාර්යයේ තාප බලපෑම නියත පරිමාවකින් පද්ධතියේ අභ්යන්තර ශක්තියේ වෙනසට හෝ නියත පීඩනයකදී එහි එන්තැල්පිය වෙනස් වීමට සහ බාහිර වැඩ නොමැතිකමට සමාන වේ.
විශාල විශ්වකෝෂ ශබ්දකෝෂයප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම - රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවකදී පද්ධතියක් මඟින් මුදා හරින හෝ අවශෝෂණය කරන තාප ප්රමාණය. ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑම නියත පරිමාවකදී පද්ධතියේ අභ්යන්තර ශක්තිය වෙනස් වීමට හෝ නියත පීඩනයකදී එහි එන්තැල්පිය වෙනස් වීමට සමාන වන අතර කිසිදු කාර්යයක් සිදු නොවේ... ...
විශාල විශ්වකෝෂ ශබ්දකෝෂයවිශ්වකෝෂ ශබ්දකෝෂය - රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවකදී තාප ගතික පද්ධතියක් තුළ මුදා හරින ලද හෝ අවශෝෂණය කරන ලද තාප ප්රමාණය, පද්ධතිය බාහිර පීඩනයට එරෙහිව ක්රියා කිරීම හැර වෙනත් ක්රියා සිදු නොකරන්නේ නම් සහ උෂ්ණත්වය ... ...
ලෝහ විද්යාව පිළිබඳ විශ්වකෝෂ ශබ්දකෝෂය- දී ඇති රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවකදී අවශෝෂණය වන තාපයේ වීජීය එකතුව (රසායනික ප්රතික්රියා බලන්න), සහ බාහිර පීඩනයට එරෙහිව ක්රියා කරන පරිපූර්ණ බාහිර කාර්යය අඩු කරයි. ප්රතික්රියාවක් අතරතුර තාපය මුදා හරින්නේ නම් හෝ පද්ධතිය මඟින් ක්රියා කරන්නේ නම්... මහා සෝවියට් විශ්වකෝෂය
isobaric තාප බලපෑම- නියත පීඩනයකදී සිදුවන රසායනික ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑම... - රසායනික ප්රතික්රියාව; තාප ආචරණය පද්ධතිය විසින් අවශෝෂණය කරන ලද තාපයේ එකතුව සහ බාහිර පීඩනයේ කාර්යය හැර එය මත සිදු කරන ලද සියලු වර්ගවල වැඩ, සහ සියලු ප්රමාණ පද්ධතියේ ආරම්භක සහ අවසාන තත්වයන් එකම උෂ්ණත්වයට සම්බන්ධ වේ ...
isochoric තාප බලපෑම- නියත පරිමාවකින් සිදුවන රසායනික ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑම... - රසායනික ප්රතික්රියාව; තාප ආචරණය පද්ධතිය විසින් අවශෝෂණය කරන ලද තාපයේ එකතුව සහ බාහිර පීඩනයේ කාර්යය හැර එය මත සිදු කරන ලද සියලු වර්ගවල වැඩ, සහ සියලු ප්රමාණ පද්ධතියේ ආරම්භක සහ අවසාන තත්වයන් එකම උෂ්ණත්වයට සම්බන්ධ වේ ...
(අඩවියේ ඇති ද්රව්ය භාවිතයෙන් පිටුව සකස් කර ඇතhttp://www.hemi.nsu.ru/ucheb211.htm )
සෑම ද්රව්යයක්ම නිශ්චිත ශක්තියක් ගබඩා කරයි. ආහාර අපගේ ශරීරයට ආහාරවල අඩංගු විවිධ රසායනික සංයෝගවල ශක්තිය භාවිතා කිරීමට ඉඩ සලසන බැවින්, දැනටමත් උදේ ආහාරය, දිවා ආහාරය හෝ රාත්‍රී ආහාරය අතරතුර ද්රව්යවල මෙම ගුණාංගය අපට හමු වේ. ශරීරය තුළ, මෙම ශක්තිය චලනය, වැඩ බවට පරිවර්තනය වන අතර, නියත (සහ තරමක් ඉහළ!) ශරීර උෂ්ණත්වය පවත්වා ගැනීමට භාවිතා වේ.
රසායනික සංයෝගවල ශක්තිය ප්‍රධාන වශයෙන් රසායනික බන්ධනවල සංකේන්ද්‍රණය වී ඇත. පරමාණු දෙකක් අතර බන්ධනයක් බිඳීමට, එය අවශ්ය වේ ශක්තිය වැය කරන්න. රසායනික බන්ධනයක් ඇති වූ විට ශක්තිය නිකුත් වේ.
මෙය ශක්තියේ “ලාභයක්” (එනම් මුදා හැරීම) සඳහා හේතු නොවන්නේ නම් පරමාණු එකිනෙක සම්බන්ධ නොවනු ඇත. මෙම ලාභය විශාල හෝ කුඩා විය හැකි නමුත් පරමාණු වලින් අණු සෑදෙන විට එය පවතිනු නිසැකය.
ඕනෑම රසායනික ප්රතික්රියාවක් සමන්විත වන්නේ සමහර රසායනික බන්ධන බිඳ දැමීම සහ අනෙකුත් ඒවා සෑදීමයි.
නව බන්ධන සෑදීමේදී රසායනික ප්රතික්රියාවක ප්රතිඵලයක් ලෙස, ආරම්භක ද්රව්යවල “පැරණි” බන්ධන විනාශ කිරීමට අවශ්ය ප්රමාණයට වඩා වැඩි ශක්තියක් මුදා හරින විට, අතිරික්ත ශක්තිය තාප ස්වරූපයෙන් මුදා හරිනු ලැබේ. උදාහරණයක් ලෙස දහන ප්රතික්රියා වේ. නිදසුනක් ලෙස, ස්වභාවික වායුව (මීතේන් CH 4) වාතයේ ඔක්සිජන් දහනය කරයි, විශාල තාප ප්රමාණයක් නිකුත් කරයි.
ප්රතික්රියාව පිපිරීමක් සමඟ පවා සිදුවිය හැකිය - මෙම පරිවර්තනය තුළ එතරම් ශක්තියක් අඩංගු වේ. එවැනි ප්රතික්රියා ලෙස හැඳින්වේ බාහිර තාප ලතින් භාෂාවෙන් "exo" - පිටතට (මුදා හැරෙන ශක්තියේ තේරුම).
වෙනත් අවස්ථාවලදී, මුල් ද්රව්යවල බන්ධන විනාශ කිරීම සඳහා නව බන්ධන සෑදීමේදී නිකුත් කළ හැකි ශක්තියට වඩා වැඩි ශක්තියක් අවශ්ය වේ. එවැනි ප්රතික්රියා සිදුවන්නේ පිටතින් ශක්තිය සපයන විට සහ එය හැඳින්වූ විට පමණි අන්තරාසර්ග (ලතින් "එන්ඩෝ" සිට - ඇතුළත). උදාහරණයක් ලෙස ගල් අඟුරු සහ ජලයෙන් කාබන් මොනොක්සයිඩ් (II) CO සහ හයිඩ්රජන් H2 සෑදීම, රත් වූ විට පමණක් සිදු වේ.
අණුක ආකෘතීන් භාවිතයෙන් රසායනික ප්රතික්රියා නිරූපණය: a) තාපජ ප්රතික්රියාව, b) එන්ඩොතර්මික් ප්රතික්රියාව. පරමාණු අතර නියත සංඛ්‍යාවක් සමඟ පැරණි රසායනික බන්ධන විනාශ වී නව රසායනික බන්ධන ඇති වන ආකාරය ආකෘති පැහැදිලිව පෙන්වයි.
මේ අනුව, ඕනෑම රසායනික ප්රතික්රියාවක් ශක්තිය මුදා හැරීම හෝ අවශෝෂණය කිරීම සමඟ සිදු වේ. බොහෝ විට, තාපය (ආලෝකය හෝ යාන්ත්රික ශක්තියේ ස්වරූපයෙන් අඩු වාර ගණනක්) ශක්තිය මුදා හරිනු ලැබේ හෝ අවශෝෂණය වේ. මෙම තාපය මැනිය හැකිය. මිනුම් ප්‍රතිඵලය ප්රතික්රියාකාරක මවුලයක් සඳහා කිලෝජූල් (kJ) වලින් හෝ ප්රතික්රියා නිෂ්පාදනයේ මවුලයක් සඳහා (අඩු වශයෙන්) ප්‍රකාශ වේ. මෙම ප්රමාණය හැඳින්වේ ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම . උදාහරණයක් ලෙස, ඔක්සිජන් වල හයිඩ්රජන් දහන ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම ඕනෑම සමීකරණ දෙකකින් ප්‍රකාශ කළ හැක:
2 H 2 (g) + O 2 (g) = 2 H 2 O (l) + 572 kJ
හෝ
H 2 (g) + 1/2 O 2 (g) = H 2 O (l) + 286 kJ
සමීකරණ දෙකම සමානව නිවැරදි වන අතර දෙකම හයිඩ්රජන් සහ ඔක්සිජන් වලින් ජලය සෑදීමේ තාපජ ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම ප්‍රකාශ කරයි. පළමුවැන්න ඔක්සිජන් මවුලයක් සඳහා භාවිතා කරන අතර දෙවැන්න පිළිස්සුණු හයිඩ්රජන් මවුල 1 කට හෝ සාදන ලද ජල මවුල 1 කට ය.
අයිකන (d), (g) ද්රව්යවල වායුමය සහ ද්රව තත්ත්වයන් දක්වයි. තනතුරු ද ඇත (tv) හෝ (k) - ඝන, ස්ඵටික ද්රව්ය, (aq) - ජලයේ දිය වී ඇති ද්රව්ය, ආදිය.
ද්රව්යයක් එකතු කිරීමේ තත්වය නම් කිරීම වැදගත් වේ. නිදසුනක් ලෙස, හයිඩ්රජන් දහන ප්රතික්රියාවේ දී, ජලය මුලින් සෑදී ඇත්තේ වාෂ්ප (වායුමය තත්ත්වය) ආකාරයෙන් වන අතර, ඝනීභවනය වීමෙන් තවත් ශක්තියක් මුදා හැරිය හැක. එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, ද්‍රවයක ස්වරූපයෙන් ජලය සෑදීම සඳහා, ප්රතික්රියාවේ මනින ලද තාප බලපෑම වාෂ්ප පමණක් සෑදීමට වඩා තරමක් වැඩි වනු ඇත, මන්ද වාෂ්ප ඝනීභවනය වන විට තාපයේ තවත් කොටසක් මුදා හරිනු ඇත.
ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑමේ විශේෂ අවස්ථාවක් ද භාවිතා වේ - දහන තාපය. ඉන්ධන ලෙස භාවිතා කරන ද්රව්යය සංලක්ෂිත කිරීමට දහන තාපය සේවය කරන බව නමෙන්ම පැහැදිලි වේ. දහන තාපය ඉන්ධන (ඔක්සිකරණ ප්රතික්රියාවක අඩු කරන කාරකයක්) වන ද්‍රව්‍යයක මවුල 1කට යොමු කෙරේ, උදාහරණයක් ලෙස:
C 2 H 2 +2.5 O 2 =2 CO 2 + H 2 O + 1300 kJ
ඇසිටිලීන් ඇසිටිලීන් දහනය කිරීමේ තාපය
අණු තුළ ගබඩා කර ඇති ශක්තිය (E) ශක්ති පරිමාණයෙන් සැලසුම් කළ හැක. මෙම අවස්ථාවෙහිදී, ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම (ΔE) චිත්රක ලෙස පෙන්විය හැක.
තාප ආචරනය පිළිබඳ ග්රැෆික් නිරූපණය: a) හයිඩ්රජන් දහනය පිළිබඳ තාපජ ප්රතික්රියාව; b) විදුලි ධාරාවේ බලපෑම යටතේ ජලය වියෝජනය කිරීමේ අන්තරාසර්ග ප්රතික්රියාව. ප්රතික්රියා ඛණ්ඩාංකය (ප්‍රස්ථාරයේ තිරස් අක්ෂය) නිදසුනක් ලෙස, ද්රව්ය පරිවර්තනයේ ප්රමාණය ලෙස සැලකිය හැකිය (100% යනු ආරම්භක ද්රව්යවල සම්පූර්ණ පරිවර්තනයයි).
ප්රතික්රියාකාරක සහ නිෂ්පාදන සමඟ ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑම ලියා ඇති රසායනික ප්රතික්රියා සමීකරණ ලෙස හැඳින්වේ. තාප රසායනික සමීකරණ .
තාප රසායනික සමීකරණවල විශේෂත්වය නම්, ඒවා සමඟ වැඩ කරන විට, ඔබට ද්රව්යවල සූත්‍ර සහ තාප බලපෑම්වල විශාලත්වය සමීකරණයේ එක් කොටසකින් තවත් කොටසකට මාරු කළ හැකිය. රීතියක් ලෙස, රසායනික ප්රතික්රියා වල සාමාන්ය සමීකරණ සමඟ මෙය කළ නොහැකිය.
තාප රසායනික සමීකරණවල වාරයෙන්-කාලීන එකතු කිරීම සහ අඩු කිරීම ද අවසර ලැබේ. පර්යේෂණාත්මකව මැනීමට අපහසු හෝ කළ නොහැකි ප්රතික්රියා වල තාප බලපෑම් තීරණය කිරීමට මෙය අවශ්ය විය හැකිය.
අපි උදාහරණයක් දෙමු. රසායනාගාරයේදී, හයිඩ්රජන් සමඟ කාබන් සෘජු සංයෝජනයෙන් CH4 මීතේන් නිපදවීමේ ප්රතික්රියාව “එහි පිරිසිදු ස්වරූපයෙන්” සිදු කිරීම අතිශයින් දුෂ්කර ය:
C + 2H 2 = CH 4
නමුත් ගණනය කිරීම් හරහා ඔබට මෙම ප්රතික්රියාව ගැන බොහෝ දේ ඉගෙන ගත හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස, මෙම ප්රතික්රියාව exo- හෝ endothermic වේ දැයි සොයා බලන්න, සහ තාප බලපෑමේ විශාලත්වය ප්‍රමාණාත්මකව පවා ගණනය කරන්න.
මීතේන්, කාබන් සහ හයිඩ්රජන් දහන ප්රතික්රියා වල තාප බලපෑම් දනී (මෙම ප්රතික්රියා පහසුවෙන් සිදු වේ):
a) CH 4 (g) + 2O 2 (g) = CO 2 (g) + 2H 2 O (l) + 890 kJ
b) C (tv) + O 2 (g) = CO 2 (g) + 394 kJ
c) 2H 2 (g) + O2 (g) = 2H 2 O (l) + 572 kJ
අපි අවසාන සමීකරණ දෙක (b) සහ (c) සමීකරණයෙන් (a) අඩු කරමු. අපි සමීකරණවල වම් පැත්ත වමේ සිට සහ දකුණු පස දකුණේ සිට අඩු කරන්නෙමු. මෙම අවස්ථාවේ දී, සියලුම අණු O 2, CO 2 සහ H 2 O අඩු වේ:
CH 4 (g) - C (tv) - 2H 2 (g) = (890 - 394 - 572) kJ = -76 kJ
මෙම සමීකරණය තරමක් අසාමාන්ය ලෙස පෙනේ. සමීකරණයේ දෙපැත්තම (-1) ගුණ කර CH 4 ප්‍රතිවිරුද්ධ ලකුණ සමඟ දකුණු පැත්තට ගෙන යමු. ගල් අඟුරු සහ හයිඩ්රජන් වලින් මීතේන් සෑදීමට අවශ්ය සමීකරණය අපට ලැබේ.
C (tv) + 2H 2 (g) = CH 4 (g) + 76 kJ/mol
එබැවින්, අපගේ ගණනය කිරීම් පෙන්නුම් කළේ කාබන් සහ හයිඩ්රජන් වලින් මීතේන් සෑදීමේ තාප බලපෑම 76 kJ (මීතේන් මවුලයකට) වන අතර මෙම ක්රියාවලිය තාපජ විය යුතුය (මෙම ප්‍රතික්‍රියාවේදී ශක්තිය මුදා හරිනු ඇත).
තාප රසායනික සමීකරණවල පදයෙන් කාලීන එකතු කිරීම, අඩු කිරීම සහ අඩු කිරීම එකම එකලස් කිරීමේ අවස්ථාවන්හි ඇති ද්රව්ය පමණක් විය හැකි බව අවධානය යොමු කිරීම වැදගත් වේ, එසේ නොමැතිනම් වටිනාකම මත තාප බලපෑම තීරණය කිරීමේදී අපි වැරැද්දක් කරනු ඇත. එක් රැස් කිරීමේ තත්වයක සිට තවත් තත්වයකට සංක්‍රමණය වීමේ තාපය.
තාප රසායන විද්‍යාවේ මූලික නීති
රසායනික ප්රතික්රියා වලදී ශක්තිය පරිවර්තනය කිරීම අධ්යයනය කරන රසායන විද්‍යාවේ ශාඛාව ලෙස හැඳින්වේ තාප රසායන විද්යාව .
තාප රසායන විද්‍යාවේ වැදගත්ම නීති දෙකක් තිබේ. ඒවායින් පළමුවැන්න නීතියයි Lavoisier-Laplace , පහත පරිදි සකස් කර ඇත:
ඉදිරි ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑම සෑම විටම ප්‍රතිවිරුද්ධ ලකුණ සහිත ප්‍රතිලෝම ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑමට සමාන වේ.
මෙයින් අදහස් කරන්නේ ඕනෑම සංයෝගයක් සෑදීමේදී, එය මුල් ද්රව්ය බවට වියෝජනය කිරීමේදී අවශෝෂණය කරන (මුදා හරින ලද) ප්රමාණයට සමාන ශක්ති ප්රමාණයක් මුදා හරින බවයි. උදාහරණ වශයෙන්:
2H 2 (g) + O 2 (g) = 2H 2 O (l) + 572 kJ (ඔක්සිජන් වල හයිඩ්රජන් දහනය)
2 H 2 O (l) + 572 kJ = 2H 2 (g) + O 2 (g) (විදුලි ධාරාව මගින් ජලය වියෝජනය වීම)
Lavoisier-Laplace ගේ නියමය බලශක්ති සංරක්ෂණ නීතියේ ප්‍රතිවිපාකයකි.
තාප රසායන විද්‍යාවේ දෙවන නියමය 1840 දී රුසියානු විද්‍යාඥයෙකු විසින් සකස් කරන ලදී G. I. Gessom:
ප්රතික්රියාවක තාප බලපෑම රඳා පවතින්නේ ද්රව්යවල ආරම්භක සහ අවසාන තත්වයන් මත පමණක් වන අතර ක්රියාවලියේ අතරමැදි අවධීන් මත රඳා නොපවතී.
මෙයින් අදහස් කරන්නේ අනුක්‍රමික ප්රතික්රියා මාලාවක සම්පූර්ණ තාප බලපෑම වෙනත් ඕනෑම ප්රතික්රියා මාලාවකට සමාන වන අතර මෙම ශ්‍රේණිවල ආරම්භයේ සහ අවසානයෙහි ආරම්භක සහ අවසන් ද්රව්ය සමාන වේ නම්. මෙම තාප රසායන විද්‍යාවේ මූලික නීති දෙක තාප රසායනික සමීකරණවලට ගණිතමය සමීකරණවලට යම් සමානකමක් ලබා දෙයි, ප්රතික්රියා සමීකරණවල දී එක් කොටසකින් තවත් කොටසකට පද මාරු කිරීමට, රසායනික සංයෝගවල සූත්‍ර එක් කිරීමට, අඩු කිරීමට සහ අඩු කිරීමට හැකි වේ. මෙම අවස්ථාවෙහිදී, ප්රතික්රියා සමීකරණවල සංගුණක සැලකිල්ලට ගත යුතු අතර මවුල මගින් එකතු කරන, අඩු කරන හෝ අඩු කරන ද්රව්ය එකම එකතු කිරීමේ තත්වයක තිබිය යුතු බව අමතක නොකළ යුතුය.
ප්රායෝගිකව තාප බලපෑම යෙදීම
බොහෝ තාක්ෂණික ගණනය කිරීම් සඳහා රසායනික ප්රතික්රියා වල තාප බලපෑම් අවශ්ය වේ. උදාහරණයක් ලෙස, අභ්‍යවකාශ යානා සහ අනෙකුත් ගෙවුම් කක්ෂයට දියත් කළ හැකි බලවත් රුසියානු Energia රොකට්ටුව සලකා බලන්න. එහි එක් අදියරක එන්ජින් ද්රවීකරණය කරන ලද වායු මත ක්රියාත්මක වේ - හයිඩ්රජන් සහ ඔක්සිජන්.
පෘථිවි පෘෂ්ඨයේ සිට කක්ෂයට භාණ්ඩ සහිත රොකට්ටුවක් යැවීමට වැය කළ යුතු කාර්යය (kJ වලින්) අපි දන්නවා යැයි සිතමු, ගුවන් ගමනේදී වායු ප්‍රතිරෝධය සහ අනෙකුත් බලශක්ති පිරිවැය ජය ගැනීමේ කාර්යය ද අපි දනිමු. මෙම රොකට්ටුවේ ඉන්ධන සහ ඔක්සිකාරක ලෙස භාවිතා කරන (ද්රවීකරණය වූ අවස්ථාවක) හයිඩ්රජන් සහ ඔක්සිජන් අවශ්ය සැපයුම ගණනය කරන්නේ කෙසේද?
හයිඩ්රජන් සහ ඔක්සිජන් වලින් ජලය සෑදීමේ ප්රතික්රියාවේ තාප බලපෑමේ ආධාරයෙන් තොරව මෙය කිරීමට අපහසුය. සියල්ලට පසු, තාප බලපෑම යනු රොකට්ටුව කක්ෂයට දැමිය යුතු ශක්තියයි. රොකට්ටුවක දහන කුටි තුළ, මෙම තාපය උණුසුම් වායු (වාෂ්ප) අණු වල චාලක ශක්තිය බවට පරිවර්තනය වේ, එය තුණ්ඩ වලින් ගැලවී ජෙට් තෙරපුම නිර්මාණය කරයි.
රසායනික කර්මාන්තයේ දී, එන්ඩොතර්මික් ප්රතික්රියා සිදු වන තාප ප්රතික්රියාකාරක තාප ප්රමාණය ගණනය කිරීම සඳහා තාප බලපෑම් අවශ්ය වේ. බලශක්ති අංශයේ, තාප ශක්තිය නිෂ්පාදනය ගණනය කරනු ලබන්නේ ඉන්ධන දහනය කිරීමේ තාපය භාවිතා කරමිනි.
ඩයටිටියානුවන් ශරීරයේ ආහාර ඔක්සිකරණයේ තාප බලපෑම් භාවිතා කරන්නේ රෝගීන්ට පමණක් නොව සෞඛ්‍ය සම්පන්න පුද්ගලයින්ට - ක්‍රීඩක ක්‍රීඩිකාවන්, විවිධ වෘත්තීන්හි සේවකයින් සඳහා නිසි ආහාර වේලක් නිර්මාණය කිරීම සඳහා ය. සාම්ප්‍රදායිකව, මෙහි ගණනය කිරීම් ජූල් නොව අනෙකුත් බලශක්ති ඒකක - කැලරි (1 cal = 4.1868 J) භාවිතා කරයි. ආහාරවල ශක්ති අන්තර්ගතය ඕනෑම ආහාර නිෂ්පාදන ස්කන්ධයකට යොමු කෙරේ: 1 g, 100 g, හෝ නිෂ්පාදනයේ සම්මත ඇසුරුම් පවා. උදාහරණයක් ලෙස, ensed නීභූත කිරි කෑන් ලේබලය මත ඔබට පහත ශිලා ලිපිය කියවිය හැකිය:
"කැලරි අන්තර්ගතය 320 kcal/100 g."