თერმოქიმია: რა არის ეს, ქიმიური რეაქციები და ენთალპია

თერმოქიმია ქიმიის ის ნაწილია, რომელიც შეისწავლის ქიმიურ რეაქციებში სითბოს (ენერგიის) რაოდენობას.

როდესაც რეაქცია სითბოს გამოყოფს, იგი კლასიფიცირდება როგორც ეგზოთერმული. რეაქციაში სითბოს შეწოვა იწვევს მის ენდოთერმულს.

თერმოქიმია ასევე შეისწავლის ენერგიის გადაცემას ზოგიერთ ფიზიკურ ფენომენში, მაგალითად, მატერიის მდგომარეობაში ცვლილებებში.

თერმოქიმია და სითბო

ქიმიური რეაქციების დროს შესაძლებელია ენერგიის შეწოვა ან გამოყოფა. ეს სითბოს გადაცემა ხდება სხეულიდან, რომელსაც აქვს ყველაზე მაღალი ტემპერატურა, ვიდრე ის, რომელსაც აქვს ყველაზე დაბალი ტემპერატურა.

სითბოს გადატანა ცხელი სხეულიდან (A) ცივ სხეულზე (B)

აღსანიშნავია, რომ სითბო, რომელსაც ასევე სითბოს ენერგიას უწოდებენ, არის ცნება, რომელიც განსაზღვრავს თერმული ენერგიის გაცვლას ორ სხეულს შორის. ო თერმული ბალანსი დგინდება, როდესაც ორი მასალა ერთ ტემპერატურას მიაღწევს.

ენდოთერმული და ეგზოთერმული რეაქციები

მას უწოდებენ ენდოთერმული რეაქცია რეაქცია, რომელშიც სითბო შეიწოვება. ამ გზით სხეული შთანთქავს სითბოს იმ გარემოდან, რომელშიც ის არის ჩასმული. სწორედ ამიტომ, ენდოთერმული რეაქცია იწვევს გაგრილების შეგრძნებას.

მაგალითი: მკლავზე ალკოჰოლის წვისას, მკლავი შთანთქავს ამ ნივთიერების სითბოს. ალკოჰოლის მიღების შემდეგ მკლავზე აფეთქებისას, ჩვენ ვგრძნობთ მცირე სიცივეს, ეს არის ენდოთერმული რეაქციის შედეგი.

უკვე ეგზოთერმული რეაქცია პირიქითაა. ეს არის სითბოს გამოყოფა და ამით განცდა თბება.

მაგალითი: ბანაკში ადამიანები ხანძართან დგანან ისე, რომ ცეცხლისგან გამოყოფილი სითბო ათბობს გარშემო მყოფებს.

სითბოს ნაკადი ენდოთერმული და ეგზოთერმული რეაქციების დროს

თერმული გაცვლა ასევე ხდება ფიზიკური მდგომარეობა. გამოდის, რომ მყარიდან თხევადი და თხევადიდან გაზში გადასვლისას პროცესი ენდოთერმული გახლავთ. და პირიქით, გაზიდან თხევადი და თხევადიდან მყარი ცვლილება არის ეგზოთერმული.

ენთალპია

ენთალპია (H) არის ენერგია გაცვალეს ენერგიის შთანთქმის და გამოყოფის რეაქციებში, შესაბამისად, ენდოთერმული და ეგზოთერმული.

არ არსებობს მოწყობილობა, რომელსაც შეუძლია ენთალპიის გაზომვა. ამ მიზეზით იზომება მისი ვარიაცია (ΔH), რომელიც კეთდება რეაქტიული ნივთიერების ენტალპიის (საწყისი ენერგია) და პროდუქტის ენტალპიის (საბოლოო ენერგიის) გათვალისწინებით.

ენთალპიის ყველაზე განმეორებითი ტიპებია:

ფორმირების ენთალპია	შეიწოვება ან გამოიყოფა ენერგია, რომელიც საჭიროა ნივთიერების 1 მოლის შესაქმნელად.
წვის ენტალპია	გამოიყოფა ენერგია, რის შედეგადაც იწვის 1 მოლი ნივთიერება.
ბმული ენთალპია	ენერგია შეიწოვება 1 მოლის ქიმიური ბმის გაწყვეტისას, გაზურ მდგომარეობაში.

მიუხედავად იმისა, რომ ენთალპია ზომავს ენერგიას, ენტროპია ზომავს ქიმიური რეაქციების არეულობის ხარისხს.

ჰესის კანონი

ჟერმენ ჰენრი ჰესმა დაადგინა, რომ:

ქიმიური რეაქციის ენტალპიის ცვლილება (ΔH) დამოკიდებულია მხოლოდ რეაქციის საწყის და საბოლოო მდგომარეობებზე, რეაქციების რაოდენობის მიუხედავად.

ენერგიის ცვალებადობა ჰესის კანონის შესაბამისად დადგენილია შემდეგი ფორმულით:

ΔH = H_ვ - ჰ_მე

სად,

• ΔH: ენთალპიის ვარიაცია
• ჰ_ვ: საბოლოო ენთალპია ან პროდუქტის ენთალპია
• ჰ_მე: საწყისი ენთალპია ან რეაგენტის ენთალპია

აქედან დავასკვნათ, რომ ენთალპიის ვარიაცია უარყოფითია, როდესაც ეგზოთერმული რეაქციის წინაშე ვდგავართ. თავის მხრივ, ენთალპიის ვარიაცია დადებითია, როდესაც ენდოთერმული რეაქციის წინაშე ვდგავართ.

დარწმუნდით, რომ შეამოწმეთ ეს ტექსტები, რომ კიდევ უფრო მეტი გაეცნოთ თემას.:

• თერმოდინამიკა
• კალორიმეტრია
• გონივრული სიცხე
• ლატენტური სიცხე

სავარჯიშოები კომენტარიანი უკუკავშირით

1. (Udesc / 2011) შემდეგი განტოლებების გათვალისწინებით:

(THE)	2CO(ზ) + ო2 (გ) CO 2CO2(ზ)	ΔH = - 565,6 კჯ
(B)	2CH4ო(ზ) + 3 ო2 (გ) CO 2CO2(ზ) + 4 თ2ო(1)	ΔH = - 1462.6 კჯ
(ჩ)	3 ო2 (გ). 2O3 (გ)	ΔH = + 426,9 კჯ
(დ)	რწმენა2ო3 (გ) + 3C(s) → 2Fe(s) + 3CO(ზ)	ΔH = +490,8 კჯ

განტოლებებთან დაკავშირებით განვიხილოთ შემდეგი წინადადებები:

ᲛᲔ. რეაქციები (A) და (B) არის ენდოთერმული.
II რეაქციები (A) და (B) არის ეგზოთერმული.
III რეაქციები (C) და (D) არის ეგზოთერმული.
IV რეაქციები (C) და (D) არის ენდოთერმული.
ვ. ენერგიის უდიდესი გამოყოფის მქონე რეაქციაა (B).
ნახა რეაქცია უდიდესი ენერგიის გამოყოფით არის (D).

შეამოწმეთ სწორი ალტერნატივა.

ა) სიმართლეა მხოლოდ II, III და V დებულებები.
ბ) სიმართლეა მხოლოდ I, III და VI დებულებები.
გ) სიმართლეა მხოლოდ I, IV და VI დებულებები.
დ) სიმართლეა მხოლოდ II, V და VI დებულებები.
ე) სიმართლეა მხოლოდ II, IV და V დებულებები.

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივა: ე) სიმართლეა მხოლოდ II, IV და V დებულებები.

ა) არასწორი. III განცხადება სიმართლეს არ შეესაბამება.

III განცხადების საწინააღმდეგოდ, რეაქციები (C) და (D) არის ენდოთერმული, რადგან ენტალპიის ვარიაციის დადებითი ნიშანი მიუთითებს სითბოს შეწოვაზე.

ბ) არასწორი. ამ ალტერნატივაში მოყვანილი არცერთი განცხადება არ არის სწორი. ისინი ცდებიან, რადგან:

• რეაქციები (A) და (B) არის ეგზოთერმული, რადგან ენტალპიის ცვლილების უარყოფითი ნიშანი მიუთითებს სითბოს გამოყოფაზე.
• რეაქციები (C) და (D) არის ენდოთერმული, რადგან ენტალპიის ცვლილების დადებითი ნიშანი მიუთითებს სითბოს შეწოვაზე.
• რეაქცია (D) არ გამოყოფს ენერგიას, რადგან ის ენდოთერმულია.

გ) არასწორი. ამ ალტერნატივაში მითითებული სამი დებულებიდან მხოლოდ IV არის სწორი. დანარჩენი ორი არასწორია, რადგან:

• რეაქციები (A) და (B) არის ეგზოთერმული, რადგან ენტალპიის ცვლილების უარყოფითი ნიშანი მიუთითებს სითბოს გამოყოფაზე.
• რეაქცია (D) არ გამოყოფს ენერგიას, ენტალპიის ცვლილების დადებითი ნიშანი მიუთითებს იმაზე, რომ რეაქცია ენდოთერმულია.

დ) არასწორი. VI განცხადება სიმართლეს არ შეესაბამება.

VI დებულების საწინააღმდეგოდ, რეაქცია (D) არ გამოყოფს ენერგიას, რადგან ის ენდოთერმულია.

ა) სწორი. განცხადებები სწორია, რადგან:

• რეაქციები (A) და (B) არის ეგზოთერმული, რადგან ენერგიის ცვლილება უარყოფითია.
• რეაქციები (C) და (D) არის ენდოთერმული, რადგან ΔH– ის მნიშვნელობა დადებითია.
• ენერგიის უდიდესი გამოყოფის მქონე რეაქციაა (B), რადგან გამოთქმის ეგზოთერმული რეაქციებიდან ეს არის ყველაზე მაღალი მნიშვნელობის მქონე უარყოფითი ნიშანი.

ეს ტექსტები დაგეხმარებათ ცოდნის ამაღლებაში:

• სავარჯიშოები თერმოქიმიაზე
• ქიმიური გარდაქმნები
• Ქიმიური რეაქციები

2. (Enem / 2011) ლობიოს მოსამზადებლად უჩვეულო ვარიანტია თერმოსის გამოყენება. ტაფაში მოათავსეთ ლობიოს ნაწილი და წყლის სამი ნაწილი და გააჩერეთ ნაკრები დაახლოებით 5 წუთის განმავლობაში, შემდეგ გადაიტანეთ მთელი მასალა თერმოსში. დაახლოებით 8 საათის შემდეგ, ლობიო მოხარშული იქნება.

ლობიოს მომზადება ხდება თერმოსის შიგნით, რადგან

ა) წყალი რეაგირებს ლობიოზე და ეს რეაქცია არის ეგზოთერმული.
ბ) ლობიო აგრძელებს მიმდებარე წყლის სითბოს შეწოვას, რადგან ეს ენდოთერმული პროცესია.
გ) განხილული სისტემა პრაქტიკულად იზოლირებულია და არ იძლევა ლობიოს ენერგიის მოპოვებას ან დაკარგვას.
დ) თერმოსი უზრუნველყოფს საკმარის ენერგიას ლობიოს მოსამზადებლად, რეაქციის დაწყების შემდეგ.
ე) რეაქციაში მონაწილე ენერგია ათბობს წყალს, რომელიც ინარჩუნებს მუდმივ ტემპერატურას, რადგან ეს არის ეგზოთერმული პროცესი.

იხილეთ პასუხი

სწორი ალტერნატივა: ბ) ლობიო აგრძელებს მიმდებარე წყლის სითბოს შეწოვას, რადგან ეს ენდოთერმული პროცესია.

ა) არასწორი. ქიმიურ რეაქციას ახასიათებს ახალი ნივთიერებების წარმოქმნა, რაც არ ხდება ლობიოს მოხარშვის დროს.

ბ) სწორი. როდესაც წყალი თბება, ის სითბოს იძენს და თერმოსი არ იძლევა ამ ენერგიის გარემოს დაკარგვის საშუალებას. ამრიგად, ლობიო შთანთქავს წყალს სითხისგან და ამზადებს ენდოთერმული პროცესით.

გ) არასწორი. სისტემა იზოლირებულია გარე გარემოდან. ბოთლის შიგნით, ლობიოსა და წყალს აქვს პირდაპირი კონტაქტი და, შესაბამისად, ახორციელებს თერმულ გაცვლას.

დ) არასწორი. თერმოსის კოლბას აქვს სისტემის იზოლაციის ფუნქცია, არ აძლევს საშუალებას მის შიგნით არსებულ ნარევს გაცვლა სითბოს გარემოსთან.

ე) არასწორი. ტემპერატურა არ არის მუდმივი, რადგან წყალი სითბოს გადასცემს ლობიოს, ის კარგავს ენერგიას, სანამ ორი ტემპერატურა არ გაუთანაბრდება.

გაეცანით ქვემოთ მოცემულ ტექსტებს და შეიტყვეთ მეტი ამ საკითხის თემატიკაზე:

• ფიზიკური და ქიმიური გარდაქმნები
• სითბო და ტემპერატურა
• Თერმული ენერგია