Formule moleculare și nomenclatură
Conținutul care urmează este substanța prelegerii de chimie generală 21. În această prelegere acoperim definițiile energiei și procesul de calorimetrie.
Energie
Din păcate, pentru a avea o discuție despre subiectele care urmează, există o mulțime de definiții care trebuie discutate mai întâi, așa că aveți grijă de mine.
În primul rând, trebuie să definim această secțiune de studiu în chimie. Termodinamica sau mai specific Termochimie este studiul absorbției sau eliberării căldurii care însoțește reacțiile chimice.
Energia este definită ca fiind capacitatea de a lucra și, în chimie, o definim Energie ca suma atât a muncii (w) efectuate, cât și a căldurii (q) generate sau pierdute.
E = w + q
Energia se încadrează și în două tipuri generale:
(1) Energia cinetică (EK) sau energia mișcării: 1/2 mv 2 unde m este masă și v este viteză
(2) Energie potențială (EP): energia stocată în legături chimice care este eliberată atunci când o legătură este ruptă sau formată.
În imaginea de mai jos, pe măsură ce apa începe să curgă, energia se schimbă de la potențial la cinetic:
În orice caz, energia măsurată este exprimată în general în una din cele două unități: Calorii (cal) sau Jouli (J) Un Joule este definit ca 1 kg. m 2/s 2. O calorie este cantitatea de căldură necesară pentru a crește 1 mol de apă cu 1 grad Celsius și un 4,184 J = 1 cal.
Legea conservării energiei
La fel cum Legea conservării masei a stabilit scena pentru calculele stoichiometrice, Legea conservării energiei stabilește scena pentru calculele termodinamice.
Legea prevede că Energia nu poate fi nici creată, nici distrusă și, prin urmare, este cunoscută sub numele de Prima Lege a Termodinamicilor. Aceasta înseamnă că Energia totală a universului este constantă și pot fi măsurate doar modificările tipului de energie.
În chimie, acest lucru înseamnă adesea că energia potențială găsită în legăturile chimice este convertită în energie termică, care la rândul său este apoi transformată în energie cinetică pe măsură ce molecula răspunde la creșterea temperaturii etc. Sau așa cum se arată mai jos, formarea unei legături transformă energia chimică în energie termică și lumină. Caracteristica importantă a procesului este că cantitatea de energie rămâne constantă.
Iată câteva definiții pentru dvs.:
1) Temperatura - în termodinamică aceasta este definită ca o măsură a energiei cinetice derivată din mișcarea moleculară. Un fel de definiție care a apărut pentru prima dată, de pui sau ou, deoarece la temperaturi mai ridicate moleculele au o energie cinetică mai mare, dar acolo o ai.
2) Energia termică sau căldura (q) - este determinată ca energia cinetică transferată de la un obiect la altul ca urmare a unei diferențe de temperatură între ele. Deci, trebuie să măsurăm diferența de temperatură dintre două obiecte/substanțe pentru a determina căldura.
3) Energia chimică - așa cum se arată mai sus, aceasta este energia potențială găsită în legăturile chimice.
Calculele energiei
În acest moment există doar câteva tipuri de calcule ale energiei pe care le putem face din energie din muncă și căldură.
Care este energia unui sistem care face 100 J de lucru și absoarbe 250 J de căldură?
Pentru a calcula acest lucru, trebuie să cunoașteți convențiile semnelor:
În termodinamică (la fel ca în viață) munca are un semn negativ și lucrul la sistem este pozitiv. În același mod, pierderea căldurii primește un semn negativ, iar absorbția căldurii este pozitivă. Deci, pentru problema de mai sus, este într-adevăr doar un proces de interpretare a lecturii, deoarece matematica implicată este doar adunarea sau scăderea:
Sistemul funcționează, astfel încât 100 J ar trebui să fie negativ și să absoarbă căldura, astfel încât 250J să fie pozitiv: