ఏ ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం ఏర్పడే వేడికి సమానం. రసాయన ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం మరియు దాని ఆచరణాత్మక అప్లికేషన్

(పేజీ సైట్ నుండి పదార్థాలను ఉపయోగించి తయారు చేయబడిందిhttp://www.hemi.nsu.ru/ucheb211.htm )

ప్రతి పదార్ధం కొంత శక్తిని నిల్వ చేస్తుంది. మేము ఇప్పటికే అల్పాహారం, భోజనం లేదా విందులో పదార్థాల యొక్క ఈ ఆస్తిని ఎదుర్కొంటాము, ఎందుకంటే ఆహారం మన శరీరం ఆహారంలో ఉన్న అనేక రకాల రసాయన సమ్మేళనాల శక్తిని ఉపయోగించడానికి అనుమతిస్తుంది. శరీరంలో, ఈ శక్తి కదలికగా, పనిగా మార్చబడుతుంది మరియు స్థిరమైన (మరియు చాలా ఎక్కువ!) శరీర ఉష్ణోగ్రతను నిర్వహించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

రసాయన సమ్మేళనాల శక్తి ప్రధానంగా రసాయన బంధాలలో కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది. రెండు అణువుల మధ్య బంధాన్ని విచ్ఛిన్నం చేయడానికి, ఇది పడుతుంది శక్తి ఖర్చు. రసాయన బంధం ఏర్పడినప్పుడు, శక్తి విడుదల అవుతుంది.

ఇది శక్తి యొక్క "లాభం" (అంటే విడుదల)కి దారితీయకపోతే అణువులు ఒకదానితో ఒకటి కనెక్ట్ కావు. ఈ లాభం పెద్దది లేదా చిన్నది కావచ్చు, కానీ అణువుల నుండి అణువులు ఏర్పడినప్పుడు అది ఖచ్చితంగా ఉంటుంది.

ఏదైనా రసాయన ప్రతిచర్య కొన్ని రసాయన బంధాలను విచ్ఛిన్నం చేయడం మరియు మరికొన్నింటిని ఏర్పరుస్తుంది.

కొత్త బంధాల ఏర్పాటు సమయంలో రసాయన ప్రతిచర్య ఫలితంగా, ప్రారంభ పదార్థాలలో "పాత" బంధాలను నాశనం చేయడానికి అవసరమైన దానికంటే ఎక్కువ శక్తి విడుదలైనప్పుడు, అదనపు శక్తి వేడి రూపంలో విడుదల అవుతుంది. ఒక ఉదాహరణ దహన ప్రతిచర్యలు. ఉదాహరణకు, సహజ వాయువు (మీథేన్ CH 4) గాలిలో ఆక్సిజన్‌లో మండుతుంది, పెద్ద మొత్తంలో వేడిని విడుదల చేస్తుంది.

ప్రతిచర్య పేలుడుతో కూడా సంభవించవచ్చు - ఈ పరివర్తనలో చాలా శక్తి ఉంటుంది. ఇటువంటి ప్రతిచర్యలు అంటారు ఎక్సోథర్మిక్ లాటిన్ "ఎక్సో" నుండి - బాహ్య (విడుదల శక్తి అని అర్థం).

ఇతర సందర్భాల్లో, అసలైన పదార్ధాలలో బంధాలను నాశనం చేయడానికి కొత్త బంధాల ఏర్పాటు సమయంలో విడుదల చేయగల శక్తి కంటే ఎక్కువ శక్తి అవసరం. అటువంటి ప్రతిచర్యలు బయట నుండి సరఫరా చేయబడినప్పుడు మరియు పిలవబడినప్పుడు మాత్రమే జరుగుతాయి ఎండోథర్మిక్ (లాటిన్ "ఎండో" నుండి - లోపల). బొగ్గు మరియు నీటి నుండి కార్బన్ మోనాక్సైడ్ (II) CO మరియు హైడ్రోజన్ H2 ఏర్పడటం ఒక ఉదాహరణ, ఇది వేడి చేసినప్పుడు మాత్రమే జరుగుతుంది.

పరమాణు నమూనాలను ఉపయోగించి రసాయన ప్రతిచర్యల వర్ణన: ఎ) ఎక్సోథర్మిక్ రియాక్షన్, బి) ఎండోథెర్మిక్ రియాక్షన్. వాటి మధ్య స్థిరమైన అణువుల సంఖ్యతో, పాత రసాయన బంధాలు ఎలా నాశనం అవుతాయి మరియు కొత్త రసాయన బంధాలు ఎలా ఉత్పన్నమవుతాయో నమూనాలు స్పష్టంగా చూపుతాయి.

అందువల్ల, ఏదైనా రసాయన ప్రతిచర్య శక్తి విడుదల లేదా శోషణతో కూడి ఉంటుంది. చాలా తరచుగా, శక్తి వేడి రూపంలో విడుదల చేయబడుతుంది లేదా గ్రహించబడుతుంది (తక్కువ తరచుగా కాంతి లేదా యాంత్రిక శక్తి రూపంలో). ఈ వేడిని కొలవవచ్చు. కొలత ఫలితం రియాక్టెంట్ యొక్క ఒక మోల్ కోసం కిలోజౌల్స్ (kJ) లేదా ప్రతిచర్య ఉత్పత్తి యొక్క ఒక మోల్ కోసం (తక్కువ సాధారణంగా) వ్యక్తీకరించబడుతుంది. ఈ పరిమాణాన్ని అంటారు ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం . ఉదాహరణకు, ఆక్సిజన్‌లో హైడ్రోజన్ యొక్క దహన చర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం రెండు సమీకరణాలలో దేని ద్వారానైనా వ్యక్తీకరించబడుతుంది:

2 H 2 (g) + O 2 (g) = 2 H 2 O (l) + 572 kJ

లేదా

H 2 (g) + 1/2 O 2 (g) = H 2 O (l) + 286 kJ

రెండు సమీకరణాలు సమానంగా సరైనవి మరియు రెండూ హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ నుండి నీరు ఏర్పడే ఎక్సోథర్మిక్ ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాన్ని వ్యక్తపరుస్తాయి. మొదటిది 1 మోల్ ఆక్సిజన్ ఉపయోగించినది, మరియు రెండవది 1 మోల్ బర్న్డ్ హైడ్రోజన్ లేదా 1 మోల్ నీరు ఏర్పడుతుంది.

చిహ్నాలు (d), (g) పదార్ధాల వాయు మరియు ద్రవ స్థితులను సూచిస్తాయి. (టీవీ) లేదా (కె) - ఘన, స్ఫటికాకార పదార్ధం, (aq) - నీటిలో కరిగిన పదార్ధం మొదలైనవి కూడా ఉన్నాయి.

ఒక పదార్ధం యొక్క అగ్రిగేషన్ స్థితి యొక్క హోదా ముఖ్యమైనది. ఉదాహరణకు, హైడ్రోజన్ యొక్క దహన ప్రతిచర్యలో, నీరు మొదట ఆవిరి (వాయు స్థితి) రూపంలో ఏర్పడుతుంది, దీని యొక్క సంక్షేపణంపై మరికొంత శక్తిని విడుదల చేయవచ్చు. పర్యవసానంగా, ద్రవ రూపంలో నీరు ఏర్పడటానికి, ప్రతిచర్య యొక్క కొలిచిన ఉష్ణ ప్రభావం కేవలం ఆవిరి ఏర్పడటం కంటే కొంచెం ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే ఆవిరి ఘనీభవించినప్పుడు, వేడి యొక్క మరొక భాగం విడుదల అవుతుంది.

ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం యొక్క ప్రత్యేక సందర్భం కూడా ఉపయోగించబడుతుంది - దహన వేడి. పేరు నుండే దహన వేడి ఇంధనంగా ఉపయోగించే పదార్థాన్ని వర్గీకరించడానికి ఉపయోగపడుతుందని స్పష్టమవుతుంది. దహన వేడిని ఇంధనం (ఆక్సీకరణ చర్యలో తగ్గించే ఏజెంట్) అయిన పదార్ధం యొక్క 1 మోల్‌కు సూచిస్తారు, ఉదాహరణకు:

C 2 H 2 +2.5 O 2 =2 CO 2 + H 2 O + 1300 కి.జె

ఎసిటలీన్ ఎసిటలీన్ యొక్క దహన వేడి

అణువులలో నిల్వ చేయబడిన శక్తి (E) శక్తి స్కేల్‌పై ప్లాట్ చేయవచ్చు. ఈ సందర్భంలో, ప్రతిచర్య (ΔE) యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం గ్రాఫికల్‌గా చూపబడుతుంది.

థర్మల్ ఎఫెక్ట్ యొక్క గ్రాఫిక్ ప్రాతినిధ్యం: ఎ) హైడ్రోజన్ దహన యొక్క ఎక్సోథర్మిక్ ప్రతిచర్య; బి) విద్యుత్ ప్రవాహం ప్రభావంతో నీటి కుళ్ళిపోవడం యొక్క ఎండోథెర్మిక్ ప్రతిచర్య. ప్రతిచర్య కోఆర్డినేట్ (గ్రాఫ్ యొక్క క్షితిజ సమాంతర అక్షం) ఉదాహరణకు, పదార్ధాల మార్పిడి యొక్క డిగ్రీగా పరిగణించబడుతుంది (100% - ప్రారంభ పదార్ధాల పూర్తి మార్పిడి).

రసాయన ప్రతిచర్యల సమీకరణాలు, దీనిలో ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం కారకాలు మరియు ఉత్పత్తులతో పాటు వ్రాయబడుతుంది థర్మోకెమికల్ సమీకరణాలు .

థర్మోకెమికల్ సమీకరణాల యొక్క అసమాన్యత ఏమిటంటే, వాటితో పనిచేసేటప్పుడు, మీరు పదార్థాల సూత్రాలను మరియు సమీకరణంలోని ఒక భాగం నుండి మరొకదానికి ఉష్ణ ప్రభావాల పరిమాణాన్ని బదిలీ చేయవచ్చు. నియమం ప్రకారం, రసాయన ప్రతిచర్యల యొక్క సాధారణ సమీకరణాలతో ఇది చేయలేము.

థర్మోకెమికల్ సమీకరణాల టర్మ్-బై-టర్మ్ అదనంగా మరియు వ్యవకలనం కూడా అనుమతించబడుతుంది. ప్రయోగాత్మకంగా కొలవడం కష్టం లేదా అసాధ్యం అయిన ప్రతిచర్యల యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాలను గుర్తించడానికి ఇది అవసరం కావచ్చు.

ఒక ఉదాహరణ ఇద్దాం. ప్రయోగశాలలో, హైడ్రోజన్‌తో కార్బన్ యొక్క ప్రత్యక్ష కలయిక ద్వారా CH4 మీథేన్‌ను ఉత్పత్తి చేసే ప్రతిచర్యను "దాని స్వచ్ఛమైన రూపంలో" నిర్వహించడం చాలా కష్టం:

C + 2H 2 = CH 4

కానీ మీరు లెక్కల ద్వారా ఈ ప్రతిచర్య గురించి చాలా తెలుసుకోవచ్చు. ఉదాహరణకు, ఈ ప్రతిచర్య ఎక్సో- లేదా ఎండోథెర్మిక్ కాదా అని కనుగొనండి మరియు ఉష్ణ ప్రభావం యొక్క పరిమాణాన్ని కూడా పరిమాణాత్మకంగా లెక్కించండి.

మీథేన్, కార్బన్ మరియు హైడ్రోజన్ యొక్క దహన ప్రతిచర్యల యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాలు అంటారు (ఈ ప్రతిచర్యలు సులభంగా జరుగుతాయి):

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

చివరి రెండు సమీకరణాలను (బి) మరియు (సి) సమీకరణం (ఎ) నుండి తీసివేద్దాం. మేము సమీకరణాల యొక్క ఎడమ వైపులను ఎడమ నుండి మరియు కుడి వైపు నుండి కుడి వైపు నుండి తీసివేస్తాము. ఈ సందర్భంలో, అన్ని అణువులు O 2, CO 2 మరియు H 2 O సంకోచించబడతాయి:

CH 4 (g) - C (tv) - 2H 2 (g) = (890 - 394 - 572) kJ = -76 kJ

ఈ సమీకరణం కొంత అసాధారణంగా కనిపిస్తుంది. సమీకరణం యొక్క రెండు వైపులా (-1) గుణించి, CH 4ని వ్యతిరేక గుర్తుతో కుడి వైపుకు తరలించండి. బొగ్గు మరియు హైడ్రోజన్ నుండి మీథేన్ ఏర్పడటానికి మనకు అవసరమైన సమీకరణం లభిస్తుంది:

C (tv) + 2H 2 (g) = CH 4 (g) + 76 kJ/mol

కాబట్టి, కార్బన్ మరియు హైడ్రోజన్ నుండి మీథేన్ ఏర్పడే ఉష్ణ ప్రభావం 76 kJ (మీథేన్ మోల్‌కు) అని మా లెక్కలు చూపించాయి మరియు ఈ ప్రక్రియ తప్పనిసరిగా ఎక్సోథర్మిక్ అయి ఉండాలి (ఈ ప్రతిచర్యలో శక్తి విడుదల అవుతుంది).

థర్మోకెమికల్ సమీకరణాలలో ఒకే విధమైన అగ్రిగేషన్ స్థితిలో ఉన్న పదార్ధాలను మాత్రమే పదం ద్వారా పదం ద్వారా జోడించడం, తీసివేయడం మరియు తగ్గించడం సాధ్యమవుతుందనే వాస్తవాన్ని దృష్టిలో ఉంచుకోవడం ముఖ్యం, లేకపోతే వేడి విలువపై ఉష్ణ ప్రభావాన్ని నిర్ణయించడంలో మనం పొరపాటు చేస్తాము. అగ్రిగేషన్ యొక్క ఒక స్థితి నుండి మరొక స్థితికి మారడం.

థర్మోకెమిస్ట్రీ యొక్క ప్రాథమిక నియమాలు

రసాయన ప్రతిచర్యలలో శక్తి యొక్క పరివర్తనను అధ్యయనం చేసే కెమిస్ట్రీ శాఖ అంటారు థర్మోకెమిస్ట్రీ .

థర్మోకెమిస్ట్రీ యొక్క రెండు ముఖ్యమైన నియమాలు ఉన్నాయి. వాటిలో మొదటిది, చట్టం లావోసియర్-లాప్లేస్ , ఈ క్రింది విధంగా రూపొందించబడింది:

ఫార్వర్డ్ రియాక్షన్ యొక్క థర్మల్ ఎఫెక్ట్ ఎల్లప్పుడూ వ్యతిరేక గుర్తుతో రివర్స్ రియాక్షన్ యొక్క థర్మల్ ఎఫెక్ట్‌కి సమానంగా ఉంటుంది.

దీనర్థం ఏదైనా సమ్మేళనం ఏర్పడే సమయంలో, అసలు పదార్ధాలలోకి కుళ్ళిన సమయంలో శోషించబడిన (విడుదల చేయబడిన) అదే శక్తి విడుదల అవుతుంది (శోషించబడుతుంది). ఉదాహరణకి:

2H 2 (g) + O 2 (g) = 2H 2 O (l) + 572 kJ (ఆక్సిజన్‌లో హైడ్రోజన్ దహనం)

2 H 2 O (l) + 572 kJ = 2H 2 (g) + O 2 (g) (విద్యుత్ ప్రవాహం ద్వారా నీటి కుళ్ళిపోవడం)

లావోసియర్-లాప్లేస్ చట్టం అనేది శక్తి పరిరక్షణ చట్టం యొక్క పరిణామం.

థర్మోకెమిస్ట్రీ యొక్క రెండవ నియమాన్ని 1840లో ఒక రష్యన్ విద్యావేత్త రూపొందించారు G. I. గెస్సోమ్:

ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం పదార్ధాల ప్రారంభ మరియు చివరి స్థితులపై మాత్రమే ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు ప్రక్రియ యొక్క ఇంటర్మీడియట్ దశలపై ఆధారపడి ఉండదు.

దీనర్థం, ఈ శ్రేణుల ప్రారంభంలో మరియు ముగింపులో ప్రారంభ మరియు ముగింపు పదార్థాలు ఒకేలా ఉంటే, వరుస ప్రతిచర్యల శ్రేణి యొక్క మొత్తం ఉష్ణ ప్రభావం ఏ ఇతర ప్రతిచర్యల శ్రేణికి సమానంగా ఉంటుంది. థర్మోకెమిస్ట్రీ యొక్క ఈ రెండు ప్రాథమిక నియమాలు థర్మోకెమికల్ సమీకరణాలకు గణిత శాస్త్రానికి కొంత సారూప్యతను ఇస్తాయి, ప్రతిచర్య సమీకరణాలలో పదాలను ఒక భాగం నుండి మరొక భాగానికి బదిలీ చేయడం, పదం వారీగా రసాయన సమ్మేళనాల సూత్రాలను జోడించడం, తీసివేయడం మరియు తగ్గించడం సాధ్యమవుతుంది. ఈ సందర్భంలో, ప్రతిచర్య సమీకరణాలలోని గుణకాలను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం అవసరం మరియు పుట్టుమచ్చలచే జోడించబడే, తీసివేయబడిన లేదా తగ్గించబడిన పదార్థాలు ఒకే విధమైన అగ్రిగేషన్ స్థితిలో ఉండాలని మర్చిపోకూడదు.

ఆచరణలో ఉష్ణ ప్రభావం యొక్క అప్లికేషన్

అనేక సాంకేతిక గణనలకు రసాయన ప్రతిచర్యల యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాలు అవసరమవుతాయి. ఉదాహరణకు, అంతరిక్ష నౌక మరియు ఇతర పేలోడ్‌లను కక్ష్యలోకి ప్రవేశపెట్టగల శక్తివంతమైన రష్యన్ ఎనర్జీ రాకెట్‌ను పరిగణించండి. హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ - దాని దశలలో ఒకదాని యొక్క ఇంజిన్లు ద్రవీకృత వాయువులపై పనిచేస్తాయి.

భూమి యొక్క ఉపరితలం నుండి కక్ష్యకు సరుకుతో కూడిన రాకెట్‌ను బట్వాడా చేయడానికి ఖర్చు చేయాల్సిన పని (kJ లో) మనకు తెలుసు అని అనుకుందాం, విమాన సమయంలో గాలి నిరోధకత మరియు ఇతర శక్తి ఖర్చులను అధిగమించే పని కూడా మాకు తెలుసు. ఈ రాకెట్‌లో ఇంధనం మరియు ఆక్సిడైజర్‌గా ఉపయోగించే (ద్రవీకృత స్థితిలో) హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ అవసరమైన సరఫరాను ఎలా లెక్కించాలి?

హైడ్రోజన్ మరియు ఆక్సిజన్ నుండి నీరు ఏర్పడే ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం సహాయం లేకుండా, దీన్ని చేయడం కష్టం. అన్నింటికంటే, థర్మల్ ఎఫెక్ట్ అనేది రాకెట్‌ను కక్ష్యలోకి ప్రవేశపెట్టే శక్తి. రాకెట్ యొక్క దహన గదులలో, ఈ వేడి వేడి వాయువు (ఆవిరి) యొక్క అణువుల గతి శక్తిగా మార్చబడుతుంది, ఇది నాజిల్ నుండి తప్పించుకుని జెట్ థ్రస్ట్‌ను సృష్టిస్తుంది.

రసాయన పరిశ్రమలో, ఎండోథర్మిక్ ప్రతిచర్యలు సంభవించే రియాక్టర్లను వేడి చేయడానికి వేడిని లెక్కించడానికి ఉష్ణ ప్రభావాలు అవసరమవుతాయి. శక్తి రంగంలో, ఇంధనం యొక్క దహన వేడిని ఉపయోగించి ఉష్ణ శక్తి ఉత్పత్తి లెక్కించబడుతుంది.

డైటీషియన్లు శరీరంలోని ఆహార ఆక్సీకరణ యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాలను రోగులకు మాత్రమే కాకుండా, ఆరోగ్యకరమైన వ్యక్తులకు - అథ్లెట్లు, వివిధ వృత్తులలోని కార్మికులకు కూడా సరైన ఆహారాన్ని రూపొందించడానికి ఉపయోగిస్తారు. సాంప్రదాయకంగా, ఇక్కడ లెక్కలు జూల్స్ కాదు, ఇతర శక్తి యూనిట్లు - కేలరీలు (1 cal = 4.1868 J). ఆహారం యొక్క శక్తి కంటెంట్ ఏదైనా ఆహార ఉత్పత్తులకు సూచించబడుతుంది: 1 గ్రా, 100 గ్రా లేదా ఉత్పత్తి యొక్క ప్రామాణిక ప్యాకేజింగ్. ఉదాహరణకు, ఘనీకృత పాల డబ్బా యొక్క లేబుల్‌పై మీరు ఈ క్రింది శాసనాన్ని చదవవచ్చు:

"క్యాలరీ కంటెంట్ 320 కిలో కేలరీలు/100 గ్రా."

ఏదైనా రసాయన ప్రక్రియలు, అలాగే పదార్థాల యొక్క అనేక భౌతిక పరివర్తనలు (బాష్పీభవనం, సంగ్రహణ, ద్రవీభవన, పాలిమార్ఫిక్ పరివర్తనాలు మొదలైనవి) ఎల్లప్పుడూ వ్యవస్థల అంతర్గత శక్తి నిల్వలో మార్పుతో ఉంటాయి. థర్మోకెమిస్ట్రీ ప్రక్రియ సమయంలో వేడి మొత్తంలో మార్పును అధ్యయనం చేసే రసాయన శాస్త్రం యొక్క శాఖ. థర్మోకెమిస్ట్రీ వ్యవస్థాపకులలో ఒకరు రష్యన్ శాస్త్రవేత్త G. I. హెస్.

రసాయన ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావంరసాయన ప్రతిచర్య సమయంలో విడుదల చేయబడిన లేదా గ్రహించిన వేడి. రసాయన ప్రతిచర్య యొక్క ప్రామాణిక ఉష్ణ ప్రభావం ప్రామాణిక పరిస్థితులలో రసాయన ప్రతిచర్య సమయంలో విడుదల చేయబడిన లేదా గ్రహించిన వేడి. అన్ని రసాయన ప్రక్రియలను రెండు గ్రూపులుగా విభజించవచ్చు: ఎక్సోథర్మిక్ మరియు ఎండోథెర్మిక్.

ఎక్సోథర్మిక్- ఇవి వాతావరణంలోకి వేడిని విడుదల చేసే ప్రతిచర్యలు. ఈ సందర్భంలో, ప్రారంభ పదార్ధాల అంతర్గత శక్తి యొక్క రిజర్వ్ (U 1) ఫలిత ఉత్పత్తుల కంటే (U 2) ఎక్కువగా ఉంటుంది. కాబట్టి, ∆U< 0, а это приводит к образованию термодинамически устойчивых веществ.

ఎండోథెర్మిక్ఇవి పర్యావరణం నుండి వేడిని గ్రహించే ప్రతిచర్యలు. ఈ సందర్భంలో, ప్రారంభ పదార్ధాల అంతర్గత శక్తి యొక్క రిజర్వ్ (U 1) ఫలిత ఉత్పత్తుల (U 2) కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. తత్ఫలితంగా, ∆U > 0, మరియు ఇది థర్మోడైనమిక్‌గా అస్థిర పదార్ధాల ఏర్పాటుకు దారితీస్తుంది. థర్మోడైనమిక్స్ వలె కాకుండా, థర్మోకెమిస్ట్రీలో విడుదలైన వేడి సానుకూలంగా పరిగణించబడుతుంది మరియు గ్రహించిన వేడి ప్రతికూలంగా పరిగణించబడుతుంది. థర్మోకెమిస్ట్రీలో వేడిని Q ద్వారా సూచిస్తారు. వేడి యూనిట్ J/mol లేదా kJ/mol. ప్రక్రియ యొక్క పరిస్థితులపై ఆధారపడి, ఐసోకోరిక్ మరియు ఐసోబారిక్ థర్మల్ ప్రభావాలు వేరు చేయబడతాయి.

ఐసోకోరిక్ (Q V)థర్మల్ ఎఫెక్ట్ అనేది స్థిరమైన వాల్యూమ్ (V = కాన్స్ట్) వద్ద ఇచ్చిన ప్రక్రియలో విడుదల చేయబడిన లేదా గ్రహించిన వేడి మొత్తం మరియు తుది మరియు ప్రారంభ స్థితుల సమాన ఉష్ణోగ్రతలు (T 1 = T 2).

ఐసోబారిక్ (Q p)థర్మల్ ఎఫెక్ట్ అనేది స్థిరమైన పీడనం (p = const) మరియు తుది మరియు ప్రారంభ స్థితుల సమాన ఉష్ణోగ్రతల వద్ద (T 1 = T 2) ఇచ్చిన ప్రక్రియలో విడుదల చేయబడిన లేదా గ్రహించబడే వేడి మొత్తం.

ద్రవ మరియు ఘన వ్యవస్థల కోసం, వాల్యూమ్‌లో మార్పు తక్కువగా ఉంటుంది మరియు ఇది Q p »Q V అని భావించవచ్చు. వాయు వ్యవస్థల కోసం

Q р = Q V – ∆nRT, (4.3)

ఇక్కడ ∆n అనేది వాయు ప్రతిచర్యలో పాల్గొనేవారి మోల్స్ సంఖ్యలో మార్పు

∆n = ån కొనసాగింపు. ప్రతిచర్యలు - ån ref. పదార్థాలు. (4.4)

అన్ని సందర్భాల్లో, అంతర్గత (రసాయన) శక్తిలో కొంత భాగాన్ని థర్మల్ (లేదా ఇతర రకాలు) మరియు వైస్ వెర్సా, థర్మల్‌ను కెమికల్‌గా మార్చడం, శక్తి పరిరక్షణ చట్టం మరియు థర్మోడైనమిక్స్ యొక్క మొదటి నియమానికి అనుగుణంగా ఖచ్చితంగా జరుగుతుంది.

థర్మోకెమిస్ట్రీలో దీనిని ఉపయోగించడం సర్వసాధారణం థర్మోకెమికల్ సమీకరణాలు ఇవి రసాయన ప్రతిచర్యల సమీకరణాలు, దీనిలో ప్రారంభ పదార్థాలు సమీకరణం యొక్క ఎడమ వైపున ఇవ్వబడతాయి మరియు ప్రతిచర్య ఉత్పత్తులు ప్లస్ (లేదా మైనస్), థర్మల్ ప్రభావం కుడి వైపున చూపబడుతుంది మరియు పదార్ధాల యొక్క సమగ్ర స్థితి మరియు వాటి స్ఫటికాకార స్థితి. రూపాలు కూడా చూపబడ్డాయి. ఉదాహరణకి,

C గ్రాఫైట్ + O 2 = CO 2 (g) + 393.77 kJ

H 2 + 1/2O 2 = H 2 O (l) + 289.95 kJ

C (డైమండ్) + 2S (వజ్రం) = CS 2 (g) – 87.9 kJ

థర్మోకెమికల్ సమీకరణాలతో, మీరు అన్ని బీజగణిత కార్యకలాపాలను చేయవచ్చు: కూడిక, తీసివేత, గుణకారం, బదిలీ నిబంధనలు మొదలైనవి.

అనేక రసాయన మరియు భౌతిక ప్రక్రియల యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాలు ప్రయోగాత్మకంగా (కేలరీమెట్రీ) నిర్ణయించబడతాయి లేదా కొన్ని రసాయన సమ్మేళనాల నిర్మాణం (కుళ్ళిపోవడం) మరియు దహన వేడి యొక్క హీట్‌ల విలువలను ఉపయోగించి సిద్ధాంతపరంగా లెక్కించబడతాయి.

నిర్మాణం యొక్క వేడిఇచ్చిన సమ్మేళనం అనేది kJలోని సాధారణ పదార్ధాల నుండి 1 మోల్ ఏర్పడినప్పుడు విడుదల చేయబడిన లేదా గ్రహించిన వేడి మొత్తం. ప్రామాణిక పరిస్థితుల్లో స్థిరమైన స్థితిలో ఉండే సాధారణ పదార్ధాల నిర్మాణం యొక్క వేడిని సున్నాగా తీసుకుంటారు. ప్రతిచర్యలలో

K (tv) + 1/2Cl (g) = KS1 (tv) + 442.13 kJ

C (tv) + 1/2H 2 (g) + 1/2N (g) = HCN (g) – 125.60 kJ

442.13 kJ మరియు -125.60 kJ యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాలు వరుసగా KCl మరియు HCN ఏర్పడే హీట్‌లు. కుళ్ళిపోయే వేడి శక్తి పరిరక్షణ చట్టం ప్రకారం సాధారణ పదార్ధాలుగా సూచించబడిన సమ్మేళనాలు, సంపూర్ణ విలువలో సమానంగా ఉంటాయి, కానీ సంకేతంలో వ్యతిరేకం, అంటే KCl కోసం కుళ్ళిన వేడి -442.13 kJ, మరియు HCN కోసం ఇది +125.60 kJ.

సమ్మేళనం ఏర్పడే సమయంలో ఎంత ఎక్కువ వేడిని విడుదల చేస్తే, దాని కుళ్ళిపోవడానికి ఎక్కువ వేడిని ఖర్చు చేయాలి మరియు సాధారణ పరిస్థితుల్లో ఇచ్చిన సమ్మేళనం బలంగా ఉంటుంది. రసాయనికంగా స్థిరంగా మరియు మన్నికగల పదార్థాలు: SiO 2, A1 2 O 3, P 2 O 5, KCl, NaCl, మొదలైనవి. వేడిని గ్రహించడంతో ఏర్పడిన పదార్థాలు అస్థిరంగా ఉంటాయి (ఉదాహరణకు, NO, CS 2, C 2 H 2, HCN మరియు అన్ని పేలుడు పదార్థాలు). సేంద్రీయ సమ్మేళనాలు ఏర్పడే వేడిని ప్రయోగాత్మకంగా నిర్ణయించడం సాధ్యం కాదు. ప్రయోగాత్మకంగా కనుగొనబడిన ఈ సమ్మేళనాల దహన వేడి విలువల ఆధారంగా అవి సిద్ధాంతపరంగా లెక్కించబడతాయి.

దహన వేడిఆక్సిజన్ ప్రవాహంలో ఒక పదార్ధం యొక్క 1 మోల్ యొక్క పూర్తి దహన సమయంలో విడుదలయ్యే వేడి. దహన వేడి కెలోరీమెట్రిక్ ఇన్‌స్టాలేషన్‌లో నిర్ణయించబడుతుంది, వీటిలో ప్రధాన భాగాలు: ఆక్సిజన్ సిలిండర్, కెలోరీమెట్రిక్ బాంబు, బరువున్న నీరు మరియు స్టిరర్‌తో కూడిన కెలోరీమీటర్ మరియు ఎలక్ట్రికల్ ఇగ్నిషన్ పరికరం.

రసాయన ప్రతిచర్యల యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాల పరిమాణం అనేక అంశాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది: ప్రతిచర్య పదార్థాల స్వభావం, ప్రారంభ మరియు చివరి పదార్ధాల సముదాయం యొక్క స్థితి, ప్రతిచర్య యొక్క పరిస్థితులు (ఉష్ణోగ్రత, పీడనం, వ్యవస్థల వాల్యూమ్, ఏకాగ్రత).

ఒక వ్యక్తి యొక్క భౌతిక లక్షణాలలో ఒకటి శారీరక బలం అయినట్లే, ఏదైనా రసాయన బంధం యొక్క అతి ముఖ్యమైన లక్షణం బంధం యొక్క బలం, అనగా. ఆమె శక్తి.

రసాయన బంధం యొక్క శక్తి రసాయన బంధం ఏర్పడే సమయంలో విడుదలయ్యే శక్తి లేదా ఈ బంధాన్ని నాశనం చేయడానికి ఖర్చు చేయవలసిన శక్తి అని గుర్తుచేసుకుందాం.

సాధారణంగా రసాయన ప్రతిచర్య అనేది ఒక పదార్ధం మరొక పదార్ధంగా రూపాంతరం చెందడం. పర్యవసానంగా, రసాయన ప్రతిచర్య సమయంలో, కొన్ని బంధాలు విరిగిపోతాయి మరియు మరికొన్ని ఏర్పడతాయి, అనగా. శక్తి మార్పిడి.

భౌతికశాస్త్రం యొక్క ప్రాథమిక నియమం ప్రకారం, శక్తి శూన్యం నుండి కనిపించదు మరియు ఒక జాడ లేకుండా అదృశ్యం కాదు, కానీ ఒక రూపం నుండి మరొక రూపానికి మాత్రమే వెళుతుంది. దాని సార్వత్రికత కారణంగా, ఈ సూత్రం రసాయన ప్రతిచర్యలకు స్పష్టంగా వర్తిస్తుంది.

రసాయన ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం వేడి మొత్తం అంటారు

ప్రతిచర్య సమయంలో విడుదల (లేదా శోషించబడిన) మరియు ప్రతిచర్య (లేదా ఏర్పడిన) పదార్ధం యొక్క 1 మోల్ సూచించబడుతుంది.

థర్మల్ ప్రభావం Q అక్షరంతో సూచించబడుతుంది మరియు సాధారణంగా kJ/mol లేదా kcal/molలో కొలుస్తారు.

వేడి (Q > 0) విడుదలతో ప్రతిచర్య సంభవించినట్లయితే, దానిని ఎక్సోథర్మిక్ అని పిలుస్తారు మరియు వేడిని గ్రహించినప్పుడు (Q< 0) – эндотермической.

మేము ప్రతిచర్య యొక్క శక్తి ప్రొఫైల్‌ను క్రమపద్ధతిలో వర్ణిస్తే, ఎండోథెర్మిక్ ప్రతిచర్యల కోసం ఉత్పత్తులు రియాక్టెంట్‌ల కంటే ఎక్కువ శక్తిని కలిగి ఉంటాయి మరియు ఎక్సోథర్మిక్ ప్రతిచర్యల కోసం, దీనికి విరుద్ధంగా, ప్రతిచర్య ఉత్పత్తులు రియాక్టెంట్‌ల కంటే తక్కువ శక్తి (మరింత స్థిరంగా) ఉంటాయి.

ఎంత ఎక్కువ పదార్ధం ప్రతిస్పందిస్తుందో, అంత ఎక్కువ శక్తి విడుదల చేయబడుతుందని (లేదా శోషించబడుతుంది), అనగా. ఉష్ణ ప్రభావం పదార్ధం మొత్తానికి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. అందువల్ల, ఒక పదార్ధం యొక్క 1 మోల్‌కు ఉష్ణ ప్రభావాన్ని ఆపాదించడం వివిధ ప్రతిచర్యల యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాలను పోల్చడానికి మన కోరిక కారణంగా ఉంది.

లెక్చర్ 6. థర్మోకెమిస్ట్రీ. రసాయన చర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం ఉదాహరణ 1. హైడ్రోజన్‌తో 8.0 గ్రా కాపర్(II) ఆక్సైడ్‌ను తగ్గించినప్పుడు, లోహపు రాగి మరియు నీటి ఆవిరి ఏర్పడి 7.9 kJ వేడి విడుదలైంది. రాగి (II) ఆక్సైడ్ యొక్క తగ్గింపు ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాన్ని లెక్కించండి.

పరిష్కారం . ప్రతిచర్య సమీకరణం: CuO (ఘన) + H2 (g) = Cu (solv) + H2 O (g) + Q (*)

నిష్పత్తిని చేద్దాం: 0.1 మోల్ తగ్గించేటప్పుడు - 1 మోల్ - x kJ ను తగ్గించేటప్పుడు 7.9 kJ విడుదల అవుతుంది

ఎక్కడ x = + 79 kJ/mol. సమీకరణం (*) రూపాన్ని తీసుకుంటుంది

CuO (ఘన) + H2 (g) = Cu (ఘన) + H2 O (g) +79 kJ

థర్మోకెమికల్ సమీకరణంఅనేది రసాయన ప్రతిచర్య యొక్క సమీకరణం, ఇది ప్రతిచర్య మిశ్రమం యొక్క భాగాలు (రియాజెంట్లు మరియు ఉత్పత్తులు) మరియు ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం యొక్క సమగ్ర స్థితిని సూచిస్తుంది.

అందువల్ల, మంచును కరిగించడానికి లేదా నీటిని ఆవిరి చేయడానికి, నిర్దిష్ట మొత్తంలో వేడి అవసరమవుతుంది, అయితే ద్రవ నీరు ఘనీభవించినప్పుడు లేదా నీటి ఆవిరి ఘనీభవించినప్పుడు, అదే మొత్తంలో వేడి విడుదల అవుతుంది. అందుకే మనం నీటి నుండి బయటికి వచ్చినప్పుడు మనకు చల్లగా అనిపిస్తుంది (శరీరం యొక్క ఉపరితలం నుండి నీరు ఆవిరైపోవడానికి శక్తి వ్యయం అవసరం), మరియు చెమట అనేది శరీరం వేడెక్కడానికి వ్యతిరేకంగా ఒక జీవ రక్షణ విధానం. దీనికి విరుద్ధంగా, ఫ్రీజర్ నీటిని స్తంభింపజేస్తుంది మరియు పరిసర గదిని వేడి చేస్తుంది, దానికి అదనపు వేడిని విడుదల చేస్తుంది.

ఈ ఉదాహరణ నీటి సముదాయ స్థితిలో మార్పుల యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాలను చూపుతుంది. ఫ్యూజన్ హీట్ (0o C వద్ద) λ = 3.34×105 J/kg (భౌతికశాస్త్రం), లేదా Qpl. = - 6.02 kJ/mol (కెమిస్ట్రీ), బాష్పీభవన వేడి (బాష్పీభవనం) (100o C వద్ద) q = 2.26×106 J/kg (భౌతికశాస్త్రం) లేదా Qex. = - 40.68 kJ/mol (కెమిస్ట్రీ).

కరగడం



		బాష్పీభవనం
		బాష్పీభవనం

arr 298.

లెక్చర్ 6. థర్మోకెమిస్ట్రీ. రసాయన చర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం ఘనమైనప్పుడు సబ్లిమేషన్ ప్రక్రియలు సాధ్యమవుతాయి

గ్యాస్ దశలోకి వెళుతుంది, ద్రవ స్థితిని మరియు వాయు దశ నుండి నిక్షేపణ (స్ఫటికీకరణ) యొక్క రివర్స్ ప్రక్రియలను దాటవేయడం ద్వారా ఉష్ణ ప్రభావాన్ని లెక్కించడం లేదా కొలవడం కూడా సాధ్యమే

ప్రతి పదార్ధం రసాయన బంధాలను కలిగి ఉందని స్పష్టంగా తెలుస్తుంది, కాబట్టి, ప్రతి పదార్ధం కొంత శక్తిని కలిగి ఉంటుంది. అయితే, అన్ని పదార్ధాలు ఒక రసాయన చర్య ద్వారా ఒకదానికొకటి మార్చబడవు. అందువల్ల, మేము ప్రామాణిక రాష్ట్రాన్ని ప్రవేశపెట్టడానికి అంగీకరించాము.

పదార్థం యొక్క ప్రామాణిక స్థితి- ఇది 298 K ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఒక పదార్ధం యొక్క అగ్రిగేషన్ స్థితి, ఈ పరిస్థితులలో అత్యంత స్థిరమైన అలోట్రోపిక్ సవరణలో 1 వాతావరణం యొక్క పీడనం.

ప్రామాణిక నిబంధనలు- ఇది 298 K ఉష్ణోగ్రత మరియు 1 వాతావరణం యొక్క పీడనం. ప్రామాణిక పరిస్థితులు (ప్రామాణిక స్థితి) సూచిక 0 ద్వారా సూచించబడతాయి.

సమ్మేళనం ఏర్పడే ప్రామాణిక వేడి వారి ప్రామాణిక స్థితిలో తీసుకున్న సాధారణ పదార్ధాల నుండి ఇచ్చిన సమ్మేళనం ఏర్పడటానికి రసాయన ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం. సమ్మేళనం ఏర్పడే వేడిని గుర్తు Q ద్వారా సూచించబడుతుంది 0 అనేక సమ్మేళనాల కోసం, ఫిజికోకెమికల్ పరిమాణాల రిఫరెన్స్ పుస్తకాలలో ఏర్పడే ప్రామాణిక హీట్‌లు ఇవ్వబడ్డాయి.

సాధారణ పదార్ధాల నిర్మాణం యొక్క ప్రామాణిక హీట్‌లు 0కి సమానం. ఉదాహరణకు, Q0 నమూనా, 298 (O2, వాయువు) = 0, Q0 నమూనా, 298 (C, ఘన, గ్రాఫైట్) = 0.

ఉదాహరణకి . రాగి (II) సల్ఫేట్ ఏర్పడటానికి థర్మోకెమికల్ సమీకరణాన్ని వ్రాయండి. సూచన పుస్తకం నుండి Q0 నమూనా 298 (CuSO4) = 770 kJ/mol.

Cu (ఘన) + S (ఘన) + 2O2 (g) = CuSO4 (ఘన) + 770 kJ.

గమనిక: థర్మోకెమికల్ సమీకరణాన్ని ఏదైనా పదార్ధం కోసం వ్రాయవచ్చు, కానీ నిజ జీవితంలో ప్రతిచర్య పూర్తిగా భిన్నంగా జరుగుతుందని అర్థం చేసుకోవాలి: జాబితా చేయబడిన కారకాల నుండి, వేడిచేసినప్పుడు రాగి (II) మరియు సల్ఫర్ (IV) ఆక్సైడ్లు ఏర్పడతాయి, అయితే రాగి (II ) సల్ఫేట్ ఏర్పడదు. ఒక ముఖ్యమైన ముగింపు: థర్మోకెమికల్ సమీకరణం అనేది గణనలను అనుమతించే నమూనా;

(B j ) - ∑ a i × Q arr 0 .298 i

లెక్చర్ 6. థర్మోకెమిస్ట్రీ. రసాయన ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం

స్పష్టీకరణ . మిమ్మల్ని తప్పుదారి పట్టించకుండా ఉండటానికి, నేను వెంటనే ఆ రసాయన థర్మోడైనమిక్స్‌ని జోడిస్తాను ప్రతిచర్య యొక్క అవకాశం/అసాధ్యతను అంచనా వేయగలదు, అయితే, దీనికి పాఠశాల కెమిస్ట్రీ కోర్సు యొక్క పరిధిని మించి మరింత తీవ్రమైన "సాధనాలు" అవసరం. ఈ పద్ధతులతో పోల్చితే థర్మోకెమికల్ సమీకరణం చెయోప్స్ పిరమిడ్ నేపథ్యానికి వ్యతిరేకంగా మొదటి అడుగు - మీరు అది లేకుండా చేయలేరు, కానీ మీరు పైకి ఎదగలేరు.

ఉదాహరణ 2. 5.8 గ్రా సొల్యూషన్ బరువున్న నీటి సంక్షేపణం యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాన్ని లెక్కించండి. థర్మోకెమికల్ సమీకరణం H2 O (g.) = H2 O (l.) + Q - సంగ్రహణ ప్రక్రియ సాధారణంగా 25o C వద్ద నీటి సంగ్రహణ యొక్క వేడి 37 kJ/mol (రిఫరెన్స్ బుక్) ద్వారా వివరించబడింది. .

కాబట్టి, Q = 37 × 0.32 = 11.84 kJ.

19 వ శతాబ్దంలో, ప్రతిచర్యల యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాలను అధ్యయనం చేసిన రష్యన్ రసాయన శాస్త్రవేత్త హెస్, రసాయన ప్రతిచర్యలకు సంబంధించి శక్తి పరిరక్షణ నియమాన్ని ప్రయోగాత్మకంగా స్థాపించాడు - హెస్ చట్టం.

రసాయన ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం ప్రక్రియ మార్గంపై ఆధారపడి ఉండదు మరియు తుది మరియు ప్రారంభ స్థితుల మధ్య వ్యత్యాసం ద్వారా మాత్రమే నిర్ణయించబడుతుంది.

కెమిస్ట్రీ మరియు గణితం యొక్క దృక్కోణం నుండి, ఈ చట్టం అంటే ప్రక్రియను లెక్కించడానికి ఏదైనా "గణన పథం" ఎంచుకోవడానికి మనకు స్వేచ్ఛ ఉంది, ఎందుకంటే ఫలితం దానిపై ఆధారపడి ఉండదు. ఈ కారణంగా, చాలా ముఖ్యమైన హెస్ చట్టం చాలా ముఖ్యమైనది హెస్ చట్టం యొక్క పరిణామం.

రసాయన ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం ప్రతిచర్య ఉత్పత్తుల ఏర్పడే హీట్‌ల మొత్తానికి సమానం, రియాక్టెంట్ల ఏర్పడే హీట్‌ల మొత్తం (స్టోయికియోమెట్రిక్ కోఎఫీషియంట్‌లను పరిగణనలోకి తీసుకుంటుంది).

ఇంగితజ్ఞానం దృక్కోణం నుండి, ఈ పరిణామం ఒక ప్రక్రియకు అనుగుణంగా ఉంటుంది, దీనిలో అన్ని ప్రతిచర్యలు మొదట సాధారణ పదార్ధాలుగా మార్చబడతాయి, ఇది ప్రతిచర్య ఉత్పత్తులను ఏర్పరుస్తుంది.

సమీకరణ రూపంలో, హెస్ చట్టం యొక్క పరిణామం ఇలా కనిపిస్తుంది: ప్రతిచర్య సమీకరణం: a 1 A 1 + a 2 A 2 + ... + a n A n = b 1 B 1 + b 2 B 2 + … b

ఈ సందర్భంలో, a i మరియు b j స్టోయికియోమెట్రిక్ కోఎఫీషియంట్స్, A i రియాజెంట్‌లు, B j అనేది ప్రతిచర్య ఉత్పత్తులు.

అప్పుడు హెస్ చట్టం యొక్క పరిణామం Q = ∑ b j × Q arr 0 .298 రూపాన్ని కలిగి ఉంటుంది

k Bk + Q

(Ai)

లెక్చర్ 6. థర్మోకెమిస్ట్రీ. రసాయన చర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం అనేక పదార్ధాల నిర్మాణం యొక్క ప్రామాణిక వేడి నుండి

ఎ) ప్రత్యేక పట్టికలలో సంగ్రహించబడ్డాయి లేదా బి) ప్రయోగాత్మకంగా నిర్ణయించబడతాయి, అప్పుడు చాలా ఎక్కువ ఖచ్చితత్వంతో చాలా పెద్ద సంఖ్యలో ప్రతిచర్యల యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాన్ని అంచనా వేయడం (లెక్కించడం) సాధ్యమవుతుంది.

ఉదాహరణ 3. (హెస్ చట్టం యొక్క పరిణామం). ప్రామాణిక పరిస్థితులలో గ్యాస్ దశలో సంభవించే మీథేన్ యొక్క ఆవిరి సంస్కరణ యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాన్ని లెక్కించండి:

CH4 (g) + H2 O (g) = CO (g) + 3 H2 (g)

ఈ ప్రతిచర్య ఎక్సోథర్మిక్ లేదా ఎండోథెర్మిక్ అని నిర్ణయించండి?

పరిష్కారం: హెస్స్ లా యొక్క పరిణామం

Q = 3 Q0		G ) +Q 0		(CO ,g ) -Q 0	G ) -Q 0	O, g) - సాధారణ రూపంలో.
	arr 298		arr 298	arr 298	arr 298
Q rev0	298 (H 2,g) = 0		ప్రామాణిక స్థితిలో సాధారణ పదార్ధం

రిఫరెన్స్ బుక్ నుండి మిశ్రమం యొక్క మిగిలిన భాగాల నిర్మాణం యొక్క వేడిని మేము కనుగొంటాము.

	O,g) = 241.8		(CO,g) = 110.5		Г) = 74.6

arr 298		arr 298		arr 298

సమీకరణంలో విలువలను ప్రత్యామ్నాయం చేయడం

Q = 0 + 110.5 – 74.6 – 241.8 = -205.9 kJ/mol, ప్రతిచర్య అత్యంత ఎండోథెర్మిక్.

సమాధానం: Q = -205.9 kJ/mol, ఎండోథెర్మిక్

ఉదాహరణ 4. (హెస్ చట్టం యొక్క అప్లికేషన్). ప్రతిచర్యల యొక్క తెలిసిన వేడి

C (ఘన) + ½ O (g) = CO (g) + 110.5 kJ

C (ఘన) + O2 (g) = CO2 (g) + 393.5 kJ ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాన్ని కనుగొనండి 2CO (g) + O2 (g) = 2CO2 (g) 2పై మొదటి మరియు రెండవ సమీకరణాన్ని గుణించండి

2C (sol.) + O2 (g.) = 2CO (g.) + 221 kJ 2C (solv.) + 2O2 (g.) = 2CO2 (g.) + 787 kJ

రెండవ సమీకరణం నుండి మొదటిదాన్ని తీసివేయండి

O2 (g) = 2CO2 (g) + 787 kJ – 2CO (g) – 221 kJ,

2CO (g) + O2 (g) = 2CO2 (g) + 566 kJ సమాధానం: 566 kJ/mol.

గమనిక: థర్మోకెమిస్ట్రీని అధ్యయనం చేస్తున్నప్పుడు, మేము బయట (బయట) నుండి రసాయన ప్రతిచర్యను పరిశీలిస్తాము. దీనికి విరుద్ధంగా, రసాయన థర్మోడైనమిక్స్ - రసాయన వ్యవస్థల ప్రవర్తన యొక్క శాస్త్రం - వ్యవస్థను లోపలి నుండి పరిశీలిస్తుంది మరియు సిస్టమ్ యొక్క ఉష్ణ శక్తిగా "ఎంథాల్పీ" H భావనతో పనిచేస్తుంది. ఎంథాల్పీ, కాబట్టి

లెక్చర్ 6. థర్మోకెమిస్ట్రీ. రసాయన ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం వేడి మొత్తంలో అదే అర్థాన్ని కలిగి ఉంటుంది, కానీ వ్యతిరేక సంకేతం ఉంది: వ్యవస్థ నుండి శక్తి విడుదలైతే, పర్యావరణం దానిని స్వీకరించి వేడెక్కుతుంది మరియు వ్యవస్థ శక్తిని కోల్పోతుంది.

సాహిత్యం:

1. పాఠ్య పుస్తకం, V.V. ఎరెమిన్, N.E. కుజ్మెంకో మరియు ఇతరులు., కెమిస్ట్రీ 9వ తరగతి, పేరా 19,

2. ఎడ్యుకేషనల్ అండ్ మెథడాలాజికల్ మాన్యువల్ “ఫండమెంటల్స్ ఆఫ్ జనరల్ కెమిస్ట్రీ” పార్ట్ 1.

సంకలనం S.G. బరం, I.N. మిరోనోవ్. - మీతో తీసుకెళ్లండి! తదుపరి సెమినార్ కోసం

3. ఎ.వి. మాన్యులోవ్. రసాయన శాస్త్రం యొక్క ప్రాథమిక అంశాలు. http://hemi.nsu.ru/index.htm

§9.1 రసాయన చర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం. థర్మోకెమిస్ట్రీ యొక్క ప్రాథమిక నియమాలు.

§9.2** థర్మోకెమిస్ట్రీ (కొనసాగింపు). మూలకాల నుండి ఒక పదార్ధం ఏర్పడే వేడి.

నిర్మాణం యొక్క ప్రామాణిక ఎంథాల్పీ.

శ్రద్ధ!

మేము గణన సమస్యలను పరిష్కరించడానికి ముందుకు వెళ్తున్నాము, కాబట్టి కెమిస్ట్రీ సెమినార్‌లకు ఇప్పుడు కాలిక్యులేటర్ అవసరం.

ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం రసాయన ప్రతిచర్య ఫలితంగా వ్యవస్థ ద్వారా విడుదల చేయబడిన లేదా గ్రహించబడిన వేడి మొత్తం. ఇది H (P,T = const) లేదా U (V,T = const) కావచ్చు.

ప్రతిచర్య ఫలితంగా వేడిని విడుదల చేస్తే, అనగా. వ్యవస్థ యొక్క ఎంథాల్పీ తగ్గుతుంది (  ఎన్ 0 ), అప్పుడు ప్రతిచర్య అంటారు ఎక్సోథర్మిక్.

వేడి శోషణతో కూడిన ప్రతిచర్యలు, అనగా. వ్యవస్థ యొక్క పెరుగుతున్న ఎంథాల్పీతో (  ఎన్ 0), ఇ అంటారు ndothermic.

ఇతర రాష్ట్ర విధుల వలె, ఎంథాల్పీ పదార్ధం మొత్తం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది, కనుక ఇది స్కేల్ చేయబడింది (  N)సాధారణంగా 1 మోల్ పదార్థాన్ని సూచిస్తారు మరియు kJ/molలో వ్యక్తీకరించబడుతుంది.

సాధారణంగా, సిస్టమ్ విధులు నిర్ణయించబడతాయి ప్రామాణిక పరిస్థితులు, ఇది ప్రామాణిక స్థితి పారామితులతో పాటు, ప్రామాణిక ఉష్ణోగ్రత T = 298.15 K (25C) కలిగి ఉంటుంది. ఉష్ణోగ్రత తరచుగా సబ్‌స్క్రిప్ట్ ()గా సూచించబడుతుంది.

5.3 థర్మోకెమికల్ సమీకరణాలు

థర్మోకెమికల్ ప్రతిచర్య సమీకరణాలు ఉష్ణ ప్రభావం, ప్రతిచర్య పరిస్థితులు మరియు పదార్ధాల సమగ్ర స్థితులను సూచించే సమీకరణాలు. సాధారణంగా ప్రతిచర్య యొక్క ఎంథాల్పీ ఉష్ణ ప్రభావంగా సూచించబడుతుంది. ఉదాహరణకి,

C (గ్రాఫైట్) + O 2 (గ్యాస్) = CO 2 (గ్యాస్), H 0 298 = -396 kJ.

ఉష్ణ ప్రభావాన్ని ప్రతిచర్య సమీకరణంలో వ్రాయవచ్చు:

C (గ్రాఫైట్) + O 2 (గ్యాస్) = CO 2 (గ్యాస్) + 396 kJ.

రసాయన థర్మోడైనమిక్స్‌లో, సంజ్ఞామానం యొక్క మొదటి రూపం తరచుగా ఉపయోగించబడుతుంది.

థర్మోకెమికల్ సమీకరణాల లక్షణాలు.

1. ఉష్ణ ప్రభావం రియాక్టెంట్ యొక్క ద్రవ్యరాశిపై ఆధారపడి ఉంటుంది, పో-

అందువల్ల, ఇది సాధారణంగా పదార్ధం యొక్క మోల్‌కు లెక్కించబడుతుంది. ఈ విషయంలో, థర్మోకెమికల్ సమీకరణాలలో ఒకరు ఉపయోగించవచ్చు పాక్షిక అసమానత. ఉదాహరణకు, హైడ్రోజన్ క్లోరైడ్ యొక్క ఒక మోల్ ఏర్పడిన సందర్భంలో, థర్మోకెమికల్ సమీకరణం క్రింది విధంగా వ్రాయబడింది:

½H 2 + ½Cl 2 = HCl, H 0 298 = 92 kJ

లేదా H 2 + Cl 2 = 2HCl, H 0 298 = –184 kJ.

2. థర్మల్ ఎఫెక్ట్స్ రియాజెంట్ల అగ్రిగేషన్ స్థితిపై ఆధారపడి ఉంటాయి; ఇది సూచికల ద్వారా థర్మోకెమికల్ సమీకరణాలలో సూచించబడుతుంది: మరియు ద్రవ, జి- వాయువు, టి కష్టం లేదా కు -స్ఫటికాకార, ఆర్- కరిగిపోయింది.

ఉదాహరణకు: 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. మీరు థర్మోకెమికల్ సమీకరణాలతో బీజగణిత కార్యకలాపాలను నిర్వహించవచ్చు (అవి థర్మల్ ఎఫెక్ట్‌తో పాటు ఏదైనా కోఎఫీషియంట్‌ల ద్వారా జోడించబడతాయి, తీసివేయబడతాయి, గుణించబడతాయి).

థర్మోకెమికల్ సమీకరణాలు సాధారణ వాటి కంటే పూర్తిగా ప్రతిచర్య సమయంలో సంభవించే మార్పులను ప్రతిబింబిస్తాయి - అవి కారకాలు మరియు ఉత్పత్తుల యొక్క గుణాత్మక మరియు పరిమాణాత్మక కూర్పును మాత్రమే కాకుండా, ఈ ప్రతిచర్యతో పాటు వచ్చే పరిమాణాత్మక శక్తి పరివర్తనలను కూడా చూపుతాయి.

5.4 హెస్ చట్టం మరియు దాని పరిణామాలు

థర్మోకెమికల్ లెక్కలు రష్యన్ శాస్త్రవేత్త G. I. హెస్ (1841) కనుగొన్న చట్టంపై ఆధారపడి ఉంటాయి. దీని సారాంశం క్రింది విధంగా ఉంది: రసాయన ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం వ్యవస్థ యొక్క ప్రారంభ మరియు చివరి స్థితిపై మాత్రమే ఆధారపడి ఉంటుంది, కానీ ప్రక్రియ యొక్క వేగం మరియు మార్గంపై ఆధారపడి ఉండదు, అంటే ఇంటర్మీడియట్ దశల సంఖ్యపై ఆధారపడి ఉంటుంది. దీని అర్థం, ముఖ్యంగా, థర్మోకెమికల్ ప్రతిచర్యలు వాటి ఉష్ణ ప్రభావాలతో కలిసి జోడించబడతాయి. ఉదాహరణకు, కార్బన్ మరియు ఆక్సిజన్ నుండి CO 2 ఏర్పడటం క్రింది పథకం ద్వారా సూచించబడుతుంది:

C+O 2 H 1 CO 2 1. C (గ్రాఫ్.) + O 2 (g) = CO 2 (g), H 0 1 = -396 kJ.

2. C (గ్రాఫ్.) + 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 గురించి 2

ఈ మూడు ప్రక్రియలు ఆచరణలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. తెలిసినట్లుగా, CO 2 నిర్మాణం (H 1) మరియు CO దహన (H 3) యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాలు ప్రయోగాత్మకంగా నిర్ణయించబడతాయి. CO (H 2) ఏర్పడటం యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం ప్రయోగాత్మకంగా కొలవబడదు, ఎందుకంటే ఆక్సిజన్ లేని పరిస్థితుల్లో కార్బన్ మండినప్పుడు, CO మరియు CO 2 మిశ్రమం ఏర్పడుతుంది. కానీ సాధారణ పదార్ధాల నుండి CO ఏర్పడే ప్రతిచర్య యొక్క ఎంథాల్పీని లెక్కించవచ్చు.

హెస్ చట్టం ప్రకారం H 0 1 = H 0 2 + H 0 3. అందుకే,

H 0 2 = H 0 1  H 0 3 = 396  (285.5) = 110.5 (kJ) - ఇది నిజమైన విలువ

అందువలన, హెస్ యొక్క నియమాన్ని ఉపయోగించి, ప్రయోగాత్మకంగా నిర్ణయించలేని ప్రతిచర్యల వేడిని కనుగొనడం సాధ్యమవుతుంది.

థర్మోకెమికల్ గణనలలో, హెస్ చట్టం యొక్క రెండు పరిణామాలు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి. మొదటిదాని ప్రకారం, ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం ప్రారంభ పదార్ధాల (రియాజెంట్స్) ఏర్పడే ఎంథాల్పీల మొత్తానికి మైనస్ ప్రతిచర్య ఉత్పత్తుల యొక్క ఎంథాల్పీల మొత్తానికి సమానం.

ఎన్ 0 హెచ్.ఆర్. =  n ప్రోద్ ·  హెచ్ 0 ƒ ప్రోద్ -  n ref ·  ఎన్ 0 ƒ కారకాలు ,

ఇక్కడ n అనేది పదార్ధం యొక్క మొత్తం; N 0 ƒ ఒక పదార్ధం ఏర్పడటానికి ప్రామాణిక ఎంథాల్పీ (వేడి).

సాధారణ పదార్ధాల నుండి సంక్లిష్ట పదార్ధం యొక్క 1 మోల్ ఏర్పడే ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం, ప్రామాణిక పరిస్థితులలో నిర్ణయించబడుతుంది, ఈ పదార్ధం ఏర్పడటానికి ప్రామాణిక ఎంథాల్పీ అంటారు (H 0 చిత్రం లేదా H 0 ƒ kJ/mol).

ఒక పదార్ధం యొక్క సంపూర్ణ ఎంథాల్పీని నిర్ణయించలేము కాబట్టి, కొలతలు మరియు గణనల కోసం రిఫరెన్స్ పాయింట్‌ను నిర్ణయించడం అవసరం, అంటే విలువను తీసుకునే వ్యవస్థ మరియు పరిస్థితులు : H = 0. థర్మోడైనమిక్స్‌లో, సాధారణ పరిస్థితుల్లో - ప్రామాణిక స్థితిలో - వాటి అత్యంత స్థిరమైన రూపాల్లోని సాధారణ పదార్ధాల స్థితులు ప్రారంభ బిందువుగా తీసుకోబడతాయి.

ఉదాహరణకు: H 0 ƒ (O 2) = 0, కానీ H 0 ƒ (O 3) = 142.3 kJ/mol. నిర్మాణం యొక్క ప్రామాణిక ఎంథాల్పీలు అనేక పదార్ధాల కోసం నిర్ణయించబడతాయి మరియు సూచన పుస్తకాలలో జాబితా చేయబడ్డాయి (టేబుల్ 5.1).

సాధారణంగా, ప్రతిచర్య కోసం aA + bB = cC + dD, ఎంథాల్పీ, మొదటి పరిణామం ప్రకారం, సమీకరణం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది:

H 0 298 h.r. = (సి

హెస్ చట్టం యొక్క రెండవ పరిణామం సేంద్రీయ పదార్ధాలకు వర్తిస్తుంది. సేంద్రియ పదార్ధాలతో కూడిన ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం, ఉత్పత్తుల దహన వేడిని తగ్గించే ప్రతిచర్యల యొక్క దహన వేడిల మొత్తానికి సమానం.

ఈ సందర్భంలో, దహన వేడి పూర్తి యొక్క ఊహ కింద నిర్ణయించబడుతుంది

దహనం: కార్బన్ CO 2కి, హైడ్రోజన్ H 2 Oకి, నైట్రోజన్ N 2కి ఆక్సీకరణం చెందుతుంది.

అధిక ఆక్సైడ్లు ఏర్పడటానికి ఆక్సిజన్‌తో కూడిన పదార్థాన్ని తయారుచేసే మూలకాల యొక్క ఆక్సీకరణ చర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాన్ని అంటారు. ఈ పదార్ధం యొక్క దహన వేడి(H 0 sg.). ఈ సందర్భంలో, O 2, CO 2, H 2 O, N 2 యొక్క దహన వేడిని సున్నాకి సమానంగా తీసుకుంటారని స్పష్టంగా తెలుస్తుంది.

పట్టిక 5.1

కొన్ని పదార్ధాల థర్మోడైనమిక్ స్థిరాంకాలు

పదార్ధం	N 0 f, 298, kJ/mol	S 0 298 , J/molK	G 0 f, 298, kJ/mol	పదార్ధం	N 0 f , 298, kJ/mol	J/molK	G 0 f, 298,




సి(గ్రాఫైట్)

ఉదాహరణకు, ఇథనాల్ యొక్క దహన వేడి

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) = 2Н 0 ƒ, (CO 2)+3Н 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.

రిఫరెన్స్ పుస్తకాలలో క్యాలరీఫిక్ విలువలు కూడా ఇవ్వబడ్డాయి.

ఉదాహరణ 1.ఇథనాల్ డీహైడ్రేషన్ ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాన్ని నిర్ణయించండి

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).

పరిష్కారం.ప్రతిచర్యను వ్రాద్దాం: C 2 H 5 OH (l) = C 2 H 4 + H 2 O.

రెండవ పరిణామం ప్రకారం, దహన వేడిని ఉపయోగించి ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాన్ని మేము నిర్ణయిస్తాము, ఇది సూచన పుస్తకంలో ఇవ్వబడింది:

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.

సాంకేతికతలో, అవి సాధారణంగా వ్యక్తిగత రకాల ఇంధనం యొక్క ఉష్ణ లక్షణాలను వర్గీకరించడానికి ఉపయోగిస్తారు. కెలోరిఫిక్ విలువ.

కెలోరిఫిక్ విలువఇంధనాన్ని థర్మల్ ఎఫెక్ట్ అని పిలుస్తారు, ఇది ఘన మరియు ద్రవ ఇంధనాల కోసం ఒక యూనిట్ మాస్ (1 కిలోలు) లేదా వాయు ఇంధనం (టేబుల్ 5.2) కోసం వాల్యూమ్ యూనిట్ (1 మీ 3) యొక్క దహనానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది.

పట్టిక 5.2

కెలోరిఫిక్ విలువ మరియు కొన్ని కూర్పు

సాధారణ ఇంధన రకాలు

		కెలోరిఫిక్ విలువ,
	ఆక్సిజన్
ఆంత్రాసైట్*


ప్రాచీన బొగ్గు
ప్రకృతి వాయువు
ముడి నూనె

*ఆంత్రాసైట్ గరిష్ఠ కార్బన్ కంటెంట్ (94-96%) కలిగిన గట్టి బొగ్గు.

హైడ్రోజన్ అనేది భవిష్యత్తులో శక్తి, రవాణా మరియు సాంకేతికతకు అత్యంత ప్రభావవంతమైన రసాయన శక్తి వాహకము, ఇది చాలా అధిక కెలోరిఫిక్ విలువ (టేబుల్ 4.2) కలిగి ఉన్నందున, రవాణా చేయడం సాపేక్షంగా సులభం, మరియు దాని దహనం నీటిని మాత్రమే ఉత్పత్తి చేస్తుంది, అనగా. ఇది "క్లీన్" ఇంధనం మరియు వాయు కాలుష్యానికి కారణం కాదు. ఏది ఏమైనప్పటికీ, శక్తి వనరుగా దాని విస్తృత ఉపయోగం స్వేచ్చా స్థితిలో ప్రకృతిలో హైడ్రోజన్ యొక్క చాలా తక్కువ కంటెంట్‌తో ఆటంకం కలిగిస్తుంది. చాలా హైడ్రోజన్ నీరు లేదా హైడ్రోకార్బన్‌ల కుళ్ళిపోవడం ద్వారా ఉత్పత్తి అవుతుంది. అయినప్పటికీ, అటువంటి కుళ్ళిపోవడానికి చాలా శక్తి అవసరం, మరియు ఆచరణలో, ఉష్ణ నష్టాల కారణంగా, హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి అప్పుడు పొందగలిగే దానికంటే ఎక్కువ శక్తిని ఖర్చు చేయడం అవసరం. భవిష్యత్తులో, పెద్ద మరియు చౌకైన శక్తి వనరులను సృష్టించడం సాధ్యమైతే (ఉదాహరణకు, అణు లేదా సౌర శక్తిని ఉత్పత్తి చేసే సాంకేతికత అభివృద్ధి ఫలితంగా), దానిలో కొంత భాగం హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. చాలా మంది శాస్త్రవేత్తలు భవిష్యత్ శక్తి హైడ్రోజన్ శక్తి అని నమ్ముతారు.

హెస్ యొక్క చట్టం మరియు దాని పరిణామాలను ఉపయోగించి, తెలియని పరిమాణానికి సంబంధించిన ప్రతిచర్య తెలిసిన లక్షణాలతో ఇతర ప్రతిచర్యలను జోడించడం ద్వారా పొందగలిగితే, ప్రయోగాత్మకంగా నిర్ణయించని వాటితో సహా అనేక పరిమాణాలను గుర్తించడం సాధ్యమవుతుంది.

ఉదాహరణ 2. CH 4 (H 0 сг =890 kJ/mol) మరియు H 2 (Н 0 сг =286 kJ/mol) యొక్క కెలోరిఫిక్ విలువ ఆధారంగా, 60% హైడ్రోజన్ మరియు 40% ఉన్న వాయువు యొక్క కెలోరిఫిక్ విలువను లెక్కించండి మీథేన్ CH 4

పరిష్కారం. దహన ప్రతిచర్యల యొక్క థర్మోకెమికల్ సమీకరణాలను వ్రాద్దాం:

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) + 2H 0 ƒ, (H 2 0)H 0 ƒ, (CH 4) =3932. 286 + 75 =890 kJ/mol.

1 m 3 గ్యాస్‌లో 600 లీటర్ల H 2 మరియు 400 లీటర్ల CH 4 ఉంటుంది, ఇది H 2 మరియు CH 4. వాయువు యొక్క కెలోరిఫిక్ విలువ ఇలా ఉంటుంది:

kJ/m3.

ఉదాహరణ 3.టేబుల్ 5.1లోని డేటాను ఉపయోగించి, ఇథిలీన్ దహన ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాన్ని లెక్కించండి: C 2 H 4 + 3O 2 = 2CO 2 + 2H 2 O (g).

పరిష్కారం.టేబుల్ 5.1 నుండి మేము ప్రతిచర్యలో పాల్గొనే పదార్ధాల నిర్మాణం యొక్క ఎంథాల్పీల విలువలను వ్రాస్తాము (kJ / mol):

H 0 ƒ, సహ 2 =393.5;H 0 ƒ, s 2 n 4 = 52.3;H 0 ƒ, n 2 o =241.8.

(సాధారణ పదార్ధాల నిర్మాణం యొక్క ఎంథాల్పీ సున్నా అని గుర్తుంచుకోండి.)

హెస్ చట్టం (4.4) యొక్క పరిణామం ప్రకారం:

H 0 298 x.r =n కొనసాగింపు · Н 0 ƒ , కొనసాగింపు n రిఫరెన్స్ · N 0 ƒ , ref = 2N 0 ƒ , с 2 + 2Н 0 ƒ , р 2 оН 0 అ

2. (393.5) + 2 . (241.8)52.3 =1322.9 kJ.

ఉదాహరణ 4.ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం ఆధారంగా

3CaO (t) + P 2 O 5 (t) = Ca 3 (PO 4) 2 (t),H 0 =739 kJ,

కాల్షియం ఆర్థోఫాస్ఫేట్ ఏర్పడటానికి ఎంథాల్పీని నిర్ణయించండి.

పరిష్కారం.హెస్ చట్టం యొక్క పరిణామం ప్రకారం:

H 0 298 х.р =Н 0 ƒ, Ca 3 (PO 4) 2 (3Н 0 ƒ, CaO + Н 0 ƒ, P 2 O 5).

టేబుల్ నుండి 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.

ఉదాహరణ 5. 16 గ్రాముల సల్ఫర్ యొక్క దహనం 66.9 kJ వేడిని విడుదల చేస్తుందని తెలిస్తే, N 2 Oలో ఘన సల్ఫర్ యొక్క దహన ప్రతిచర్య కోసం థర్మోకెమికల్ సమీకరణాన్ని వ్రాయండి (వేడిని కొలిచేటప్పుడు, ఉత్పత్తుల ఉష్ణోగ్రత తగ్గుతుందని భావించబడుతుంది. ప్రతిచర్యల ఉష్ణోగ్రత, 298 Kకి సమానం).

పరిష్కారం.థర్మోకెమికల్ సమీకరణాన్ని వ్రాయడానికి, మీరు ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాన్ని లెక్కించాలి:

S (t) + 2N 2 O (g) = SO 2 (g) + 2N 2 (g) ;H 0 = X kJ.

సమస్య యొక్క పరిస్థితుల ప్రకారం, 16 గ్రాముల సల్ఫర్‌ను కాల్చినప్పుడు, 66.9 kJ విడుదలవుతుంది మరియు ప్రతిచర్యలో 32 గ్రాముల సల్ఫర్ పాల్గొంటుంది. నిష్పత్తిని చేద్దాం:

16గ్రా 66.9 కి.జె

32g X kJ X = 133.8 kJ.

అందువలన, థర్మోకెమికల్ సమీకరణం క్రింది విధంగా వ్రాయబడింది:

S (t) + 2N 2 O (g) = SO 2 (g) + 2N 2 (g) ,H 0 x..r. =133.8 kJ.

(వేడి విడుదలైనందున, ప్రతిచర్య ఎక్సోథర్మిక్, H 0 0).

ఉదాహరణ 6.హైడ్రోజన్ క్లోరైడ్ ఏర్పడే ఎంథాల్పీ -91.8 kJ/mol (ఉత్పత్తులు మరియు కారకాల ఉష్ణోగ్రత 25C)కి సమానంగా ఉంటే, 5.6 లీటర్ల హైడ్రోజన్ క్లోరిన్ (n.o.)తో కలిసినప్పుడు ఎంత మొత్తంలో వేడి విడుదల అవుతుంది.

పరిష్కారం.H 0 ƒ , (HCl) = -91.8 kJ/mol, దీని అర్థం HCl యొక్క ఒక మోల్ సాధారణ పదార్ధాల నుండి ఏర్పడినప్పుడు, 91.8 kJ వేడి విడుదల అవుతుంది, ఇది థర్మోకెమికల్ సమీకరణానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది:

½Cl 2 +½ H 2 =HCl,H 0 ƒ =91.8 kJ.

సమీకరణం నుండి HCl యొక్క 1 mol పొందటానికి, H 2 యొక్క 0.5 mol వినియోగించబడుతుంది, అనగా 0.5·22.4 l = 11.2 l. నిష్పత్తిని చేద్దాం:

11.2 l 91.8 kJ

5.6 l XX= 45.19 kJ.

సమాధానం: 45.19 kJ వేడి విడుదల అవుతుంది.

ఉదాహరణ 7.మూడు థర్మోకెమికల్ సమీకరణాల ఆధారంగా ఐరన్ (III) ఆక్సైడ్ ఏర్పడే ఎంథాల్పీని నిర్ణయించండి (రిఫరెన్స్ బుక్‌ను ఉపయోగించవద్దు):

Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2, H 0 1 = 26.5 kJ;

C (గ్రాఫైట్) +½O 2 = CO,H 0 2 =110.4 kJ;

CO 2 = C (గ్రాఫైట్) + O 2,H 0 3 = + 393.3 kJ.

పరిష్కారం:ఉష్ణ ప్రభావాన్ని నిర్ణయించాల్సిన సమీకరణాన్ని వ్రాద్దాం:

4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3; H 0 4 = 2X kJ.

మొదటి మూడు సమీకరణాల నుండి నాల్గవది పొందడానికి, మీరు సమీకరణం 1) (2), మరియు సమీకరణాలు 2) మరియు 3) (6) ద్వారా గుణించాలి మరియు జోడించాలి:

1) 4Fe + 6CO 2 = 2Fe 2 O 3 + 6CO, H 0 1 = 2·(+26.5) kJ;

2) 6CO = 6C (గ్రాఫైట్) + 3O 2,H 0 2 = 6·(+110.4) kJ;

3) 6C (గ్రాఫైట్) + 6O 2 = 6CO 2 ,H 0 3 = 6·(393.3) kJ;

H 0 4 = 2H 0 1 + 6H 0 2 + 6H 0 3 = +53 + 662.42359.8 =1644.4 kJ.

అందువల్ల H 0 ƒ (Fe 2 O 3) =822.2 kJ/mol.

రష్యన్ ఫెడరేషన్ యొక్క విద్య మంత్రిత్వ శాఖ

వొరోనెజ్ స్టేట్ టెక్నికల్ యూనివర్శిటీ

కోర్సు ప్రాజెక్ట్

"ప్రోగ్రెసివ్ టెక్నాలజీ యొక్క సైద్ధాంతిక పునాదులు" విభాగంలో

అంశం: "రసాయన ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం మరియు దాని ఆచరణాత్మక అప్లికేషన్."

వొరోనెజ్ 2004

పరిచయం …………………………………………………………………………	3
1. రసాయన చర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం ………………………………	4
1.1 రసాయన ప్రతిచర్యల సమీకరణాలు …………………………………	8
1.2 థర్మోకెమిస్ట్రీ యొక్క ప్రాథమిక నియమాలు ……………………………….	10
2. ఆచరణలో థర్మల్ ఎఫెక్ట్ యొక్క అప్లికేషన్ ……………………………….	12
2.1. వేడి-నిరోధక పూతలు ……………………………….	1
2.2.వజ్రాల ప్రాసెసింగ్ యొక్క థర్మోకెమికల్ పద్ధతి...........................	14
2.3. సిమెంట్ ఉత్పత్తికి టెక్నోజెనిక్ ముడి పదార్థాలు	15
2.4 బయోసెన్సర్‌లు………………………………………….	16
ముగింపు………………………………………………………………….	17
గ్రంథ పట్టిక …………………………………………………………	18

పరిచయం

అనేక సాంకేతిక గణనలకు రసాయన ప్రతిచర్యల యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాలు అవసరం. వారు అనేక పరిశ్రమలలో, అలాగే సైనిక అభివృద్ధిలో విస్తృత అనువర్తనాన్ని కనుగొంటారు.

ఈ కోర్సు పని యొక్క ఉద్దేశ్యం థర్మల్ ప్రభావం యొక్క ఆచరణాత్మక అనువర్తనాన్ని అధ్యయనం చేయడం. మేము దాని ఉపయోగం కోసం కొన్ని ఎంపికలను పరిశీలిస్తాము మరియు ఆధునిక సాంకేతిక పరిజ్ఞానాల అభివృద్ధి సందర్భంలో రసాయన ప్రతిచర్యల యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాలను ఉపయోగించడం ఎంత ముఖ్యమైనదో కనుగొంటాము.

1. రసాయన చర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం

థర్మోకెమిస్ట్రీ రంగంలో పనిచేస్తున్న అత్యంత ప్రసిద్ధ శాస్త్రవేత్తలలో ఒకరు బెర్థెలాట్. బెర్థెలాట్ - పారిస్‌లోని హయ్యర్ ఫార్మాస్యూటికల్ స్కూల్‌లో కెమిస్ట్రీ ప్రొఫెసర్ (1859). విద్య మరియు విదేశీ వ్యవహారాల మంత్రి.

1865 నుండి, బెర్థెలాట్ థర్మోకెమిస్ట్రీలో చురుకుగా పాల్గొన్నాడు మరియు విస్తృతమైన కెలోరీమెట్రిక్ పరిశోధనను నిర్వహించాడు, ఇది ప్రత్యేకంగా "కేలరీమెట్రిక్ బాంబు" (1881) ఆవిష్కరణకు దారితీసింది; అతను "ఎక్సోథర్మిక్" మరియు "ఎండోథర్మిక్" ప్రతిచర్యల భావనలను కలిగి ఉన్నాడు. బెర్థెలాట్ భారీ సంఖ్యలో ప్రతిచర్యల యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాలపై, కుళ్ళిపోయే వేడి మరియు అనేక పదార్ధాల నిర్మాణంపై విస్తృతమైన డేటాను పొందింది.

బెర్థెలాట్ పేలుడు పదార్థాల ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేసింది: పేలుడు ఉష్ణోగ్రత, దహన రేటు మరియు పేలుడు తరంగ ప్రచారం మొదలైనవి.

రసాయన సమ్మేళనాల శక్తి ప్రధానంగా రసాయన బంధాలలో కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది. రెండు పరమాణువుల మధ్య బంధాన్ని విచ్ఛిన్నం చేయడానికి శక్తి అవసరం. రసాయన బంధం ఏర్పడినప్పుడు, శక్తి విడుదల అవుతుంది.

వేడి విడుదలతో సంభవించే ప్రతిచర్యలు సానుకూల ఉష్ణ ప్రభావాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి (Q> 0, DH<0) и называются экзотермическими.

పర్యావరణం నుండి వేడిని గ్రహించడంతో సంభవించే ప్రతిచర్యలు (Q<0, DH>0), అనగా. ప్రతికూల ఉష్ణ ప్రభావంతో, ఎండోథెర్మిక్ ఉంటాయి.

బొగ్గు మరియు నీటి నుండి కార్బన్ మోనాక్సైడ్ (II) CO మరియు హైడ్రోజన్ H2 ఏర్పడటం ఒక ఉదాహరణ, ఇది వేడి చేసినప్పుడు మాత్రమే జరుగుతుంది (Fig. 1b).

అన్నం. 1a

అన్నం. 1b

అన్నం. 1a,b. పరమాణు నమూనాలను ఉపయోగించి రసాయన ప్రతిచర్యల వర్ణన: ఎ) ఎక్సోథర్మిక్ రియాక్షన్, బి) ఎండోథెర్మిక్ రియాక్షన్. వాటి మధ్య స్థిరమైన అణువుల సంఖ్యతో, పాత రసాయన బంధాలు ఎలా నాశనం అవుతాయి మరియు కొత్త రసాయన బంధాలు ఎలా ఉత్పన్నమవుతాయో నమూనాలు స్పష్టంగా చూపుతాయి.

అందువల్ల, ఏదైనా రసాయన ప్రతిచర్య శక్తి విడుదల లేదా శోషణతో కూడి ఉంటుంది. చాలా తరచుగా, శక్తి వేడి రూపంలో విడుదల చేయబడుతుంది లేదా గ్రహించబడుతుంది (తక్కువ తరచుగా కాంతి లేదా యాంత్రిక శక్తి రూపంలో). ఈ వేడిని కొలవవచ్చు. కొలత ఫలితం రియాక్టెంట్ యొక్క ఒక మోల్ కోసం కిలోజౌల్స్ (kJ) లేదా ప్రతిచర్య ఉత్పత్తి యొక్క ఒక మోల్ కోసం (తక్కువ సాధారణంగా) వ్యక్తీకరించబడుతుంది. ఈ పరిమాణాన్ని ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం అంటారు.

థర్మల్ ఎఫెక్ట్ అనేది రసాయనిక వ్యవస్థలో రసాయన ప్రతిచర్య సంభవించినప్పుడు విడుదల చేయబడిన లేదా గ్రహించిన వేడి మొత్తం.

Q లేదా DH (Q = -DH) చిహ్నాల ద్వారా ఉష్ణ ప్రభావం సూచించబడుతుంది. దీని విలువ ప్రతిచర్య యొక్క ప్రారంభ మరియు చివరి స్థితుల శక్తుల మధ్య వ్యత్యాసానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది:

DH = H ముగింపు - H ref. = E కాన్. - E ref.

ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం యొక్క ప్రత్యేక సందర్భం కూడా ఉపయోగించబడుతుంది - దహన వేడి. పేరు నుండే దహన వేడి ఇంధనంగా ఉపయోగించే పదార్థాన్ని వర్గీకరించడానికి ఉపయోగపడుతుందని స్పష్టమవుతుంది. దహన వేడిని ఇంధనం (ఆక్సీకరణ చర్యలో తగ్గించే ఏజెంట్) అయిన పదార్ధం యొక్క 1 మోల్‌కు సూచిస్తారు, ఉదాహరణకు:

అణువులలో నిల్వ చేయబడిన శక్తి (E) శక్తి స్కేల్‌పై ప్లాట్ చేయవచ్చు. ఈ సందర్భంలో, ప్రతిచర్య (D E) యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం గ్రాఫికల్‌గా చూపబడుతుంది (Fig. 2).

Fig.2. ఉష్ణ ప్రభావం యొక్క గ్రాఫిక్ ప్రాతినిధ్యం (Q = D E): ఎ) హైడ్రోజన్ దహన యొక్క ఎక్సోథర్మిక్ ప్రతిచర్య; బి) విద్యుత్ ప్రవాహం ప్రభావంతో నీటి కుళ్ళిపోవడం యొక్క ఎండోథెర్మిక్ ప్రతిచర్య. ప్రతిచర్య కోఆర్డినేట్ (గ్రాఫ్ యొక్క క్షితిజ సమాంతర అక్షం) ఉదాహరణకు, పదార్ధాల మార్పిడి యొక్క డిగ్రీగా పరిగణించబడుతుంది (100% - ప్రారంభ పదార్ధాల పూర్తి మార్పిడి).

1.1 రసాయన ప్రతిచర్య సమీకరణాలు

· రియాజెంట్లు మరియు ఉత్పత్తులతో పాటు ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం వ్రాయబడిన రసాయన ప్రతిచర్యల సమీకరణాలను థర్మోకెమికల్ సమీకరణాలు అంటారు.

ఒక ఉదాహరణ ఇద్దాం. ప్రయోగశాలలో, హైడ్రోజన్‌తో కార్బన్‌ను నేరుగా కలపడం ద్వారా CH4 మీథేన్‌ను ఉత్పత్తి చేసే “స్వచ్ఛమైన రూపం” ప్రతిచర్యను నిర్వహించడం చాలా కష్టం:

C + 2 H 2 = CH 4

కానీ మీరు లెక్కల ద్వారా ఈ ప్రతిచర్య గురించి చాలా తెలుసుకోవచ్చు. ఉదాహరణకు, ఈ ప్రతిచర్య ఎక్సో అవుతుందో లేదో తెలుసుకోండి - లేదా ఎండోథర్మిక్, మరియు ఉష్ణ ప్రభావం యొక్క పరిమాణాన్ని కూడా లెక్కించండి.

a) CH 4 (g) + 2 O 2 (g) = CO 2 (g) + 2 H 2 O (l) + 890 kJ

బి) C(tv) + O 2 (g) = CO 2 (g) + 394 kJ

c) 2 H 2 (g) + O 2 (g) = 2 H 2 O (l) + 572 kJ

CH 4 (g) - C (tv) - 2 H 2 (g) = (890 - 394 - 572) kJ = -76 kJ

C(tv) + 2 H 2 (g) = CH 4 (g) + 76 kJ/mol

1.2 థర్మోకెమిస్ట్రీ యొక్క ప్రాథమిక నియమాలు

· రసాయన ప్రతిచర్యలలో శక్తి పరివర్తనను అధ్యయనం చేసే రసాయన శాస్త్ర శాఖను థర్మోకెమిస్ట్రీ అంటారు.

థర్మోకెమిస్ట్రీ యొక్క రెండు ముఖ్యమైన నియమాలు ఉన్నాయి. వాటిలో మొదటిది, లావోసియర్-లాప్లేస్ చట్టం క్రింది విధంగా రూపొందించబడింది:

· ఫార్వర్డ్ రియాక్షన్ యొక్క థర్మల్ ఎఫెక్ట్ ఎల్లప్పుడూ వ్యతిరేక గుర్తుతో రివర్స్ రియాక్షన్ యొక్క థర్మల్ ఎఫెక్ట్‌కి సమానంగా ఉంటుంది.

2 H 2 (g) + O 2 (g) 2 H 2 O (l) + 572 kJ (ఆక్సిజన్‌లో హైడ్రోజన్ దహనం)

2 H 2 O (l) + 572 kJ = 2 H 2 (g) + O 2 (g) (విద్యుత్ ప్రవాహం ద్వారా నీటి కుళ్ళిపోవడం)

లావోసియర్-లాప్లేస్ చట్టం అనేది శక్తి పరిరక్షణ చట్టం యొక్క పరిణామం.

థర్మోకెమిస్ట్రీ యొక్క రెండవ నియమాన్ని 1840లో రష్యన్ విద్యావేత్త G. I. హెస్ రూపొందించారు:

· ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం పదార్ధాల ప్రారంభ మరియు చివరి స్థితులపై మాత్రమే ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు ప్రక్రియ యొక్క ఇంటర్మీడియట్ దశలపై ఆధారపడదు.

2. ఆచరణలో ఉష్ణ ప్రభావం యొక్క అప్లికేషన్

డైటీషియన్లు శరీరంలోని ఆహార ఆక్సీకరణ యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాలను రోగులకు మాత్రమే కాకుండా, ఆరోగ్యకరమైన వ్యక్తులకు - అథ్లెట్లు, వివిధ వృత్తులలోని కార్మికులకు కూడా సరైన ఆహారాన్ని రూపొందించడానికి ఉపయోగిస్తారు. సాంప్రదాయకంగా, ఇక్కడ లెక్కలు జూల్స్ కాదు, ఇతర శక్తి యూనిట్లు - కేలరీలు (1 cal = 4.1868 J). ఆహారం యొక్క శక్తి కంటెంట్ ఏదైనా ఆహార ఉత్పత్తులకు సూచించబడుతుంది: 1 గ్రా, 100 గ్రా లేదా ఉత్పత్తి యొక్క ప్రామాణిక ప్యాకేజింగ్. ఉదాహరణకు, ఘనీకృత పాలు కూజా యొక్క లేబుల్‌పై మీరు ఈ క్రింది శాసనాన్ని చదవవచ్చు: "క్యాలరీ కంటెంట్ 320 కిలో కేలరీలు / 100 గ్రా."

మోనోమెథైలానిలిన్‌ను ఉత్పత్తి చేసేటప్పుడు థర్మల్ ప్రభావం లెక్కించబడుతుంది, ఇది ప్రత్యామ్నాయ సుగంధ అమైన్‌ల తరగతికి చెందినది. మోనోమెథైలానిలిన్ యొక్క అప్లికేషన్ యొక్క ప్రధాన ప్రాంతం గ్యాసోలిన్ కోసం యాంటీ-నాక్ సంకలితం. రంగుల ఉత్పత్తిలో మోనోమెథైలానిలిన్‌ను ఉపయోగించడం సాధ్యమవుతుంది. కమర్షియల్ మోనోమీథైలనిలిన్ (N-మిథైలానిలిన్) కాలానుగుణ లేదా నిరంతర సరిదిద్దడం ద్వారా ఉత్ప్రేరక నుండి వేరుచేయబడుతుంది. ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం ∆Н= -14±5 kJ/mol.

2.1. వేడి-నిరోధక పూతలు

అధిక-ఉష్ణోగ్రత సాంకేతికత అభివృద్ధి ముఖ్యంగా వేడి-నిరోధక పదార్థాల సృష్టి అవసరం. వక్రీభవన మరియు వేడి-నిరోధక లోహాలను ఉపయోగించడం ద్వారా ఈ సమస్యను పరిష్కరించవచ్చు. ఇంటర్‌మెటాలిక్ పూతలు పెరుగుతున్న దృష్టిని ఆకర్షిస్తాయి ఎందుకంటే అవి చాలా విలువైన లక్షణాలను కలిగి ఉన్నాయి: ఆక్సీకరణకు నిరోధకత, దూకుడు కరుగుతుంది, వేడి నిరోధకత మొదలైనవి. ఇంటర్‌మెటాలిక్ సమ్మేళనాల ఏర్పాటు యొక్క ప్రతిచర్య యొక్క ఎక్సోథర్మిసిటీని ఉపయోగించడానికి రెండు మార్గాలు ఉన్నాయి. మొదటిది మిశ్రమ, రెండు-పొర పొడుల ఉత్పత్తి. వేడిచేసినప్పుడు, పొడి యొక్క భాగాలు సంకర్షణ చెందుతాయి మరియు ఎక్సోథర్మిక్ ప్రతిచర్య యొక్క వేడి కణాల శీతలీకరణను భర్తీ చేస్తుంది, పూర్తిగా కరిగిన స్థితిలో రక్షిత ఉపరితలం చేరుకుంటుంది మరియు బేస్కు గట్టిగా కట్టుబడి ఉన్న తక్కువ-సచ్ఛిద్ర పూతను ఏర్పరుస్తుంది. పొడుల యాంత్రిక మిశ్రమాన్ని వర్తింపజేయడం మరొక ఎంపిక. కణాలు తగినంతగా వేడి చేయబడినప్పుడు, అవి పూత పొరలో ఇప్పటికే సంకర్షణ చెందుతాయి. థర్మల్ ఎఫెక్ట్ యొక్క పరిమాణం ముఖ్యమైనది అయితే, ఇది పూత పొర యొక్క స్వీయ-కరగడానికి, సంశ్లేషణ బలాన్ని పెంచే ఇంటర్మీడియట్ డిఫ్యూజన్ పొర ఏర్పడటానికి మరియు దట్టమైన, తక్కువ-సచ్ఛిద్రత పూత నిర్మాణాన్ని పొందటానికి దారితీస్తుంది. గొప్ప థర్మల్ ఎఫెక్ట్‌తో ఇంటర్‌మెటాలిక్ పూతను ఏర్పరిచే మరియు అనేక విలువైన లక్షణాలను కలిగి ఉన్న కూర్పును ఎన్నుకునేటప్పుడు - తుప్పు నిరోధకత, తగినంత వేడి నిరోధకత మరియు దుస్తులు నిరోధకత, నికెల్ అల్యూమినైడ్లు, ముఖ్యంగా NiAl మరియు Ni 3 Al, దృష్టిని ఆకర్షిస్తాయి. NiAl ఏర్పడటం గరిష్ట ఉష్ణ ప్రభావంతో కూడి ఉంటుంది.

2.2.డైమండ్ ప్రాసెసింగ్ యొక్క థర్మోకెమికల్ పద్ధతి

"థర్మోకెమికల్" పద్ధతికి దాని పేరు వచ్చింది, ఇది ఎత్తైన ఉష్ణోగ్రతల వద్ద సంభవిస్తుంది మరియు వజ్రం యొక్క రసాయన లక్షణాల ఉపయోగంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఈ పద్ధతి క్రింది విధంగా నిర్వహించబడుతుంది: వజ్రం కార్బన్‌ను కరిగించే సామర్థ్యం ఉన్న లోహంతో సంబంధంలోకి తీసుకురాబడుతుంది మరియు రద్దు లేదా ప్రాసెసింగ్ ప్రక్రియ నిరంతరం కొనసాగడానికి, ఇది వాయువు వాతావరణంలో నిర్వహించబడుతుంది, ఇది కార్బన్‌లో కరిగిన కార్బన్‌తో సంకర్షణ చెందుతుంది. మెటల్, కానీ వజ్రంతో నేరుగా స్పందించదు. ప్రక్రియ సమయంలో, ఉష్ణ ప్రభావం యొక్క పరిమాణం అధిక విలువను తీసుకుంటుంది.

డైమండ్ యొక్క థర్మోకెమికల్ ప్రాసెసింగ్ కోసం సరైన పరిస్థితులను నిర్ణయించడానికి మరియు పద్ధతి యొక్క సామర్థ్యాలను గుర్తించడానికి, కొన్ని రసాయన ప్రక్రియల యొక్క యంత్రాంగాలను అధ్యయనం చేయడం అవసరం, ఇది సాహిత్యం యొక్క విశ్లేషణ ద్వారా చూపబడినట్లుగా, అస్సలు అధ్యయనం చేయబడలేదు. వజ్రం యొక్క థర్మోకెమికల్ ప్రాసెసింగ్ గురించి మరింత నిర్దిష్టమైన అధ్యయనం దెబ్బతింది, అన్నింటిలో మొదటిది, వజ్రం యొక్క లక్షణాల గురించి తగినంత జ్ఞానం లేకపోవడం. వేడితో అది పాడైపోతుందని వారు భయపడ్డారు. వజ్రం యొక్క ఉష్ణ స్థిరత్వంపై పరిశోధన ఇటీవలి దశాబ్దాలలో మాత్రమే నిర్వహించబడింది. చేరికలు లేని వజ్రాలు తటస్థ వాతావరణంలో లేదా వాక్యూమ్‌లో వాటికి ఎటువంటి హాని లేకుండా 1850 "C" వరకు వేడి చేయబడతాయని మరియు ఎక్కువ మాత్రమేనని స్థాపించబడింది.

డైమండ్ దాని ప్రత్యేక కాఠిన్యం, స్థితిస్థాపకత మరియు జీవ కణజాలానికి వ్యతిరేకంగా తక్కువ ఘర్షణ కారణంగా ఉత్తమ బ్లేడ్ పదార్థం. డైమండ్ కత్తులతో పనిచేయడం ఆపరేషన్లను సులభతరం చేస్తుంది మరియు కోతల యొక్క వైద్యం సమయాన్ని 2-3 సార్లు తగ్గిస్తుంది. కంటి మైక్రోసర్జరీ కోసం MNTK యొక్క మైక్రో సర్జన్ల ప్రకారం, థర్మోకెమికల్ పద్ధతి ద్వారా పదునుపెట్టిన కత్తులు నాసిరకం మాత్రమే కాదు, ఉత్తమ విదేశీ నమూనాల కంటే నాణ్యతలో కూడా ఉన్నతమైనవి. థర్మోకెమికల్‌గా పదును పెట్టిన కత్తులతో ఇప్పటికే వేలాది ఆపరేషన్లు జరిగాయి. వివిధ కాన్ఫిగరేషన్లు మరియు పరిమాణాల డైమండ్ కత్తులు ఔషధం మరియు జీవశాస్త్రం యొక్క ఇతర రంగాలలో ఉపయోగించవచ్చు. అందువలన, మైక్రోటోమ్‌లను ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీలో సన్నాహాలు చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్ యొక్క అధిక రిజల్యూషన్ నమూనాల విభాగం యొక్క మందం మరియు నాణ్యతపై ప్రత్యేక డిమాండ్లను ఉంచుతుంది. థర్మోకెమికల్ పద్ధతి ద్వారా పదునుపెట్టిన డైమండ్ మైక్రోటోమ్‌లు, అవసరమైన నాణ్యత గల విభాగాలను ఉత్పత్తి చేయడం సాధ్యపడుతుంది.

2.3 సిమెంట్ ఉత్పత్తికి టెక్నోజెనిక్ ముడి పదార్థాలు

సిమెంట్ ఉత్పత్తిని మరింత తీవ్రతరం చేయడంలో వివిధ పరిశ్రమల నుండి వచ్చే వ్యర్థాలను ఉపయోగించి శక్తి మరియు వనరుల-పొదుపు సాంకేతికతలను విస్తృతంగా ప్రవేశపెట్టడం జరుగుతుంది.

స్కార్న్-మాగ్నెటైట్ ఖనిజాలను ప్రాసెస్ చేస్తున్నప్పుడు, డ్రై మాగ్నెటిక్ సెపరేషన్ (DMS) టైలింగ్‌లు విడుదల చేయబడతాయి, ఇవి 25 మిమీ వరకు ధాన్యం పరిమాణంతో చూర్ణం చేయబడిన రాతి పదార్థం. SMS టైలింగ్‌లు చాలా స్థిరమైన రసాయన కూర్పును కలిగి ఉంటాయి, wt.%: SiO 2 40...45, Al 2 O 3 10...12, Fe 2 O 3 15...17, CaO 12...13, MgO 5 ...6, S 2...3, R 2 O 2...4. పోర్ట్‌ల్యాండ్ సిమెంట్ క్లింకర్ ఉత్పత్తిలో SMS టైలింగ్‌లను ఉపయోగించే అవకాశం నిరూపించబడింది. ఫలితంగా సిమెంట్లు అధిక బలం లక్షణాల ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి.

క్లింకర్ ఫార్మేషన్ (TEC) యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం అనేది ఎండోథెర్మిక్ ప్రక్రియల యొక్క బీజగణిత మొత్తంగా నిర్వచించబడింది (సున్నపురాయి యొక్క డీకార్బనైజేషన్, మట్టి ఖనిజాల నిర్జలీకరణం, ద్రవ దశ ఏర్పడటం) మరియు ఎక్సోథర్మిక్ ప్రతిచర్యలు (CMS టైలింగ్స్ ద్వారా ప్రవేశపెట్టబడిన పైరైట్ యొక్క ఆక్సీకరణ, ఏర్పడటం. క్లింకర్ దశలు).

సిమెంట్ ఉత్పత్తిలో స్కార్న్-మాగ్నెటైట్ ధాతువును సుసంపన్నం చేసే వ్యర్థాలను ఉపయోగించడం వల్ల కలిగే ప్రధాన ప్రయోజనాలు:

మానవ నిర్మిత మూలాల కారణంగా ముడిసరుకు పునాది విస్తరణ;

సిమెంట్ నాణ్యతను కొనసాగించేటప్పుడు సహజ ముడి పదార్థాలను ఆదా చేయడం;

క్లింకర్ ఫైరింగ్ కోసం ఇంధనం మరియు శక్తి ఖర్చులను తగ్గించడం;

తక్కువ-శక్తి క్రియాశీల తక్కువ-ప్రాథమిక క్లింకర్‌లను ఉత్పత్తి చేసే అవకాశం;

హేతుబద్ధమైన వ్యర్థాలను పారవేయడం ద్వారా పర్యావరణ సమస్యలను పరిష్కరించడం మరియు క్లింకర్ ఫైరింగ్ సమయంలో వాతావరణంలోకి వాయువు ఉద్గారాలను తగ్గించడం.

2.4 బయోసెన్సర్లు

బయోసెన్సర్లు స్థిరమైన ఎంజైమ్‌లపై ఆధారపడిన సెన్సార్లు. పదార్ధాల సంక్లిష్ట, మల్టీకంపోనెంట్ మిశ్రమాలను త్వరగా మరియు సమర్ధవంతంగా విశ్లేషించడానికి అవి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తాయి. ప్రస్తుతం, అవి సైన్స్, పరిశ్రమ, వ్యవసాయం మరియు ఆరోగ్య సంరక్షణ యొక్క అనేక శాఖలలో ఎక్కువగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. ఆటోమేటిక్ ఎంజైమాటిక్ విశ్లేషణ వ్యవస్థల సృష్టికి ఆధారం ఎంజైమాలజీ మరియు ఇంజనీరింగ్ ఎంజైమాలజీ రంగంలో తాజా పురోగతులు. ఎంజైమ్‌ల యొక్క ప్రత్యేక లక్షణాలు - చర్య యొక్క విశిష్టత మరియు అధిక ఉత్ప్రేరక చర్య - ఈ విశ్లేషణాత్మక పద్ధతి యొక్క సరళత మరియు అధిక సున్నితత్వానికి దోహదం చేస్తాయి మరియు ఇప్పటి వరకు తెలిసిన మరియు అధ్యయనం చేసిన పెద్ద సంఖ్యలో ఎంజైమ్‌లు విశ్లేషించబడిన పదార్థాల జాబితాను నిరంతరం విస్తరించడం సాధ్యపడుతుంది.

ఎంజైమ్ మైక్రోకలోరిమెట్రిక్ సెన్సార్లు - ఎంజైమాటిక్ ప్రతిచర్య యొక్క ఉష్ణ ప్రభావాన్ని ఉపయోగించండి. ఇది రెండు నిలువు వరుసలను కలిగి ఉంటుంది (కొలవడం మరియు నియంత్రణ), ఒక స్థిరమైన ఎంజైమ్‌తో క్యారియర్‌తో నింపబడి థర్మిస్టర్‌లతో అమర్చబడి ఉంటుంది. విశ్లేషించబడిన నమూనాను కొలిచే కాలమ్ గుండా పంపినప్పుడు, ఒక రసాయన ప్రతిచర్య సంభవిస్తుంది, ఇది రికార్డ్ చేయబడిన ఉష్ణ ప్రభావంతో కూడి ఉంటుంది. ఈ రకమైన సెన్సార్ దాని బహుముఖ ప్రజ్ఞకు ఆసక్తికరంగా ఉంటుంది.

ముగింపు.

కాబట్టి, రసాయన ప్రతిచర్యల యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం యొక్క ఆచరణాత్మక అనువర్తనాన్ని విశ్లేషించిన తర్వాత, మనం ముగించవచ్చు: థర్మల్ ప్రభావం మన దైనందిన జీవితానికి దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటుంది, ఇది నిరంతరం అధ్యయనం చేయబడుతోంది మరియు ఆచరణలో కొత్త అనువర్తనాలను కనుగొంటుంది.

ఆధునిక సాంకేతిక పరిజ్ఞానాల అభివృద్ధితో, వెచ్చని ప్రభావం వివిధ పరిశ్రమలలో దాని అనువర్తనాన్ని కనుగొంది. రసాయన, సైనిక, నిర్మాణం, ఆహారం, మైనింగ్ మరియు అనేక ఇతర పరిశ్రమలు వాటి అభివృద్ధిలో ఉష్ణ ప్రభావాన్ని ఉపయోగిస్తాయి. ఇది అంతర్గత దహన యంత్రాలు, శీతలీకరణ యూనిట్లు మరియు వివిధ దహన పరికరాలలో, అలాగే శస్త్రచికిత్సా పరికరాలు, వేడి-నిరోధక పూతలు, కొత్త రకాల నిర్మాణ వస్తువులు మరియు మొదలైన వాటి ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించబడుతుంది.

నిరంతరం అభివృద్ధి చెందుతున్న విజ్ఞాన శాస్త్రం యొక్క ఆధునిక పరిస్థితులలో, ఉత్పత్తి రంగంలో మరిన్ని కొత్త పరిణామాలు మరియు ఆవిష్కరణల ఆవిర్భావాన్ని మనం చూస్తున్నాము. ఇది రసాయన ప్రతిచర్యల యొక్క ఉష్ణ ప్రభావం యొక్క అప్లికేషన్ యొక్క మరింత కొత్త ప్రాంతాలను కలిగి ఉంటుంది.

గ్రంథ పట్టిక

1. ముసబెకోవ్ యు. S., మార్సెలిన్ బెర్థెలాట్, M., 1965; సెంటెనైర్ డి మార్సెలిన్ బెర్థెలాట్, 1827-1927, పి., 1929.

2. పేటెంట్ 852586 రష్యన్ ఫెడరేషన్. MKI V 28 D 5/00. డైమండ్ / A.P.Grigoriev, S.H.Lifshits, P.P.Shamaev (రష్యన్ ఫెడరేషన్) యొక్క డైమెన్షనల్ ప్రాసెసింగ్ యొక్క పద్ధతి. - 2 సె.

3. క్లాసెన్ V.K. . థర్మల్ యూనిట్ల థర్మల్ ఇంజనీరింగ్ లెక్కలు. – బెల్గోరోడ్: BTISM, 1978. –114 p.

4. పెరెగుడోవ్ V.V., రోగోవోయ్ M.I. నిర్మాణ ఉత్పత్తులు మరియు భాగాల సాంకేతికతలో థర్మల్ ప్రక్రియలు మరియు సంస్థాపనలు - M.: Stroyizdat, 1983.-416 p.

5. ఇ-మెయిల్: [ఇమెయిల్ రక్షించబడింది]

6. "బయోటెక్నాలజీస్" (http://www.ictc.ru/R_42.htm).

7. S.D. వర్ఫోలోమీవ్, యు.ఎమ్. ఎవ్డోకిమోవ్, M.A. ఓస్ట్రోవ్స్కీ. "రష్యన్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్ యొక్క బులెటిన్".