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THERMOCHIMIE , une See also: branche de l'énergétique, traitement See also:des phénomènes thermiques qui sont associés au changement chimique. § 1. Que l'See also:action chimique vigoureuse est accompagnée d'une évolution vive de la chaleur est évident des exemples familiers tels que la See also:combustion du See also:carburant ou de l'See also:explosion de la See also:poudre. See also:Le préposé de la chaleur sur See also:ces actions, et sur See also:les See also:processus essentiels de l'organization animale, naturellement première a attiré l'See also:attention. See also:Robert See also:Boyle, A. See also:Crawford, A. L. See also:Lavoisier et P. S. See also:Laplace, P. L. See also:Dulong, H.See also: Davy, See also:compte See also:Rumford, tou'intéressé eux-mêmes avec des investigations thermochimiques de tels processus. Leurs expériences quantitatives étaient, cependant, trop rugueuses à l'autorisation de la généralisation précise; et bien que Lavoisier et Laplace aient énoncé le principe que la même quantité de la chaleur doit être assurée pour se décomposer un composé comme . soyez produit sur sa formation, le rapport n'a pas été basé sur l'expérience exacte, et seulement a reçu la See also:confirmation expérimentale beaucoup plus See also:tard. Les commencements de la thermochimie See also:moderne, cependant faits indépendamment de la See also:doctrine de la conservation de l'énergie, sont pratiquement contemporains de l'See also:identification de See also:cette See also:loi, et sans elle la science pourrait à peine n'avoir atteint le degré de développement qu'elle a rapidement atteint. See also:
Hess a utilisé ce principe pour déterminer indirectement la chaleur de la formation des composés de leurs éléments, quand cette grandeur, de même que généralement le cas, était inaccessible pour diriger la See also:
A. See also: Favre et J. T. Silbermann, dont l'accomplissement théorique en See also:chef était l'identification que la chaleur de la neutralisation des acides et des bases s'est additif composée de deux constantes, une a déterminé par l'acide et l'autre par la base. Cette déduction a harmonisé les observations d'Andrews et de Hess a précédemment fait référence à, et également a expliqué d'une manière satisfaisante la loi de Thermoneutrality. See also:Jules See also:Thomsen était le premier investigateur qui a délibérément adopté le principe de la conservation de l'énergie comme basisof un système thermochimique. Son travail thermochimique a été commencé en 1853, mais la plupart de ses expériences ont été exécutées en années 1869-82, le tout étant édité collectivement, sous le titre Thermochemische Untersuchungen, en volumes de fcur. Légèrement plus tard que Thomsen, Marcellin P. E. See also:Berthelot a commencé (en 1873) une See also:longue série de déterminations thermochimiques. Elle est à ces deux investigateurs et à leurs élèves qui la majeure See also:partie de nos données thermochimiques exactes est due. Thomsen et Berthelot ont indépendamment déclaré une généralisation (généralement connue sous le nom de principe de Berthelot troisième, ou principe de travail maximum), qui peut être énoncée en bref pendant que la réaction chimique pure de follows:Every est accompagnée d'évolution de la chaleur.Tandis que ce principe est assurément applicable à la grande majorité d'actions chimiques dans des conditions ordinaires, il est sujet à de nombreuses exceptions, et ne peut pas donc être pris (comme ses auteurs à l'origine prévus) comme base bloquée pour le raisonnement théorique sur le raccordement entre l'effet et l'affinité thermiques de produit chimique. L'existence des réactions qui sont réversibles sur le léger changement de conditions immédiatement infirme le principe, parce que si l'action procédant dans une direction évolue la chaleur, elle doit absorber la chaleur en procédant dans la direction d'See also: inversion. Car le principe a été abandonné même par ses auteurs, il est maintenant seulement d'importance See also:historique, bien que pendant beaucoup d'années il ait exercé l'See also:influence considérable sur la See also:recherche thermochimique. §2. Du See also:point de vue de la loi de la conservation de l'énergie, la relation entre l'action chimique et thermochimique soutient l'See also:aspect suivant: Une quantité indiquée de n'importe quelle substance dans des conditions indiquées possède une quantité parfaitement définie d'énergie intrinsèque, et, n'importe ce que les transformations chimiques et physiques la substance peuvent subir, elle , quand elle revient à son état See also:original, possèdent la quantité originale d'énergie intrinsèque. Si nous considérons maintenant la transformation d'un système des substances chimiques dans un autre système dans des conditions indiquées, nous trouverons See also:cela en général que l'énergie intrinsèque du deuxième système est différente de l'énergie intrinsèque de la première. Supposons, de même que généralement le cas, que l'énergie intrinsèque du système initial est plus grande que que du système final. Quand le premier système alors est transformé en seconde, l'excès de l'énergie que l'ancien possède doit apparaître dans la forme de la chaleur, lumière, énergie électrique, énergie mécanique, &See also:amp;c. Il est pour la plupart chose facile d'obtenir l'excès de l'énergie entièrement sous forme de chaleur, dont la quantité est facilement susceptible de la mesure, et ainsi d'existence de la thermochimie pendant qu'une science See also:pratique est rendue possible. Puisque les énergies intrinsèques des deux systèmes dans des conditions données sont invariables, la différence entre elles est See also:constante, de sorte que la chaleur ait évolué quand le premier système est converti en seconde est égal à cela absorbé quand le deuxième système See also:re-est transformé en premier (See also:cf. Lavoisier et Laplace, anté, § 1). Tout le effet thermique, aussi, qui est associé à la transformation, doit être identique, si la transformation est conduite directement ou indirectement (la loi de Hess des sommes constantes de la chaleur), puisque l'effet thermique dépend seulement des énergies intrinsèques des systèmes initiaux et finals.Puisque l'énergie intrinsèque d'une substance change dans les conditions dans lesquelles les elsts de substance, il est nécessaire, avant la marche à suivre à l'application pratique de n'importe laquelle de ces See also:
En traitant, donc, les solutions diluées, il est seulement nécessaire de déclarer que les solutions sont diluées, le degré exact de dilution étant sans importance. Il se produit de temps en temps qu'un changement de dilution affecte l'action chimique qui se produit. Ainsi si concentré au lieu de l'acide sulfurique dilué agit sur le zinc, l'action a lieu en grande partie pas selon l'équation donnée ci-dessus, mais selon le Zn d'équation +2h2so4 = ZnSO4 +so2 +2 H20, anhydride sulfureux et eau étant produite au lieu de l'hydrogène. Ici nous avons un système final différent avec une quantité différente d'énergie intrinsèque, de sorte que l'effet thermique de l'action soit tout à fait différent. (2) l'état physique des substances de réaction doit être considéré, puisque des quantités de la chaleur comparativement grandes sont absorbées sur la See also: fusion et sur la vaporisation. Ainsi la chaleur de la fusion de la See also:glace (pour HÒ=18 g) est 14ô calorie, et la chaleur de la vaporisation de l'eau au too°, pour la même quantité, à 9670 calories. (3) l'effet du changement du volume contre la See also:pression See also:externe (due à la production ou à la See also:consommation de l'énergie mécanique) peut être négligé dans le cas des solides, liquides ou solutions, mais doit habituellement être pris en considération quand des gaz sont traités. Chaque See also:gramme-molécule d'un gaz qui apparaît sous la pression constante pendant une action chimique (par exemple hydrogène pendant l'action du zinc sur l'acide sulfurique dilué) effectue le travail équivalent à 58o calorie à la température See also:ordinaire, qui doit être laissée pour dans le calcul thermochimique. Une correction semblable, de signe opposé, doit être faite quand une gramme-molécule du gaz disparaît pendant l'action chimique. (4) quand un See also:carbone de substancee.g., le See also:phosphore, sulphurexists sous les formes allotropic, la variété particulière utilisée devrait toujours être énoncé, car la See also:conversion d'une modification dans des autres est fréquemment occupée par un effet thermique considérable. Ainsi la conversion du See also:jaune dans le phosphore rouge évolue environ un sixième de la chaleur de la combustion du dernier dans l'oxygène, et ainsi la See also:connaissance dont la variété de phosphore a été utilisée est d'importance essentielle en thermochimie de cet élément. (5) l'influence de la température sur l'effet thermique d'une action chimique est parfois considérable, mais depuis l'initial et les températures finales, qui See also:seul déterminent la variation de l'effet thermique, sont dans presque tous les cas dans la marge ordinaire de laboratoire de quelques degrés, cette influence peuvent en général être négligées sans See also:erreur sérieuse. § 4.L'See also:
Des calorimètres de combustion sont utilisés pour observer la chaleur produite par l'interaction vive des substances, dont un est au moins gazeux. Ils sont de deux sortes. Dans le type plus ancien la See also:
Calorie grande ou de kilogramme. Calorie. Centuple ou calorique "raisonnable". K. La calorie de centuple est la quantité de la chaleur exigée pour soulever 1 g. de l'eau de l'o° C. au too° C., et est approximativement égale trop à la calorie. La grande calorie est égale à r000 calorie. En See also: raison de l'exactitude pas très grande des mesures thermochimiques, la définition précise de l'chaleur-unité utilisée n'est pas une question d'importance spéciale. On lui a proposé d'adopter le See also:Joule, avec le See also:symbole j, en tant qu'unité thermochimique pour de See also:petites quantités de la chaleur, grands See also:montants étant exprimés en termes de kilojoule, kJ = t000 j. (pour la relation exacte entre ces derniers la chaleur-unitsy voient la CALORIMETRIE.) Pour le travail thermochimique ordinaire nous pouvons adopter la relation t calorie = 4,18 j, ou t calorie = 4,18 kJ. Excepté des buts technologiques, les données thermochimiques ne sont pas quantité d'unité visée de matière, mais aux quantités chimiques c.-à-d. aux gramme-équivalents ou aux gramme-molécules des substances de réaction, ou à quelques multiples d'eux. La notation que Jules Thomsen utilisé pour exprimer ses mesures thermochimiques encore est intensivement employé, et est comme suit: Les symboles chimiques des substances de réaction sont écrits dans la juxtaposition et séparés par des virgules; le tout est alors See also:joint entre parenthèses et relié par le signe de l'égalité au nombre exprimant l'effet thermique de l'action. Les symboles chimiques représentent des quantités mesurées en grammes, et l'évolution de la chaleur est comptée en tant que positif, chaleur-absorption en tant que négatif.Ainsi [ S, 20 ] = 71100 calories indiquent que 71100 calories sont évoluées quand 32 grammes de See also: soufre réagissent avec 2 grammes de X I6 de l'oxygène See also:libre pour former l'anhydride sulfureux. Il est naturellement nécessaire dans le travail précis d'énoncer les conditions de la réaction. Dans l'exemple ci-dessus le soufre est censé être dans la modification rhombique pleine, l'oxygène et l'anhydride sulfureux étant dans l'état gazeux, et les systèmes initiaux et finals étant à la température ordinaire. Encore, l'équation [ 2N, 01=18500 calorie. indique qu'il que 28 grammes d'See also:azote pourraient être faits pour unir directement à 16 grammes de l'oxygène au protoxyde d'azote de forme, l'See also:union causerait l'absorption des calories 18öo. Quand des substances en solution sont traitées, Thomsen indique leur état par la pose Aq à leurs symboles. Ainsi [ NacOh Aq, HNO3 Aq ] = 1368o calorie. représente la chaleur de la neutralisation d'une gramme-équivalente de la soude See also:caustique avec de l'acide nitrique, chacun dans le soluté dilué avant d'être mis en contact. Un inconvénient de la notation de Thomsen est que la nature du système final n'est pas indiquée, bien que ce défaut en général ne cause aucune ambiguïté. La notation de Berthelot définit les systèmes initiaux et finals en donnant l'équation chimique pour la réaction considérée, l'effet thermique étant apposé, et l'état des diverses substances étant apposées à leurs formules après des parenthèses. W. Ostwald a proposé une modification de la méthode de Berthelot qui a beaucoup d'avantages, et est maintenant généralement en service. Comme Berthelot, il écrit l'équation chimique de la réaction, mais en outre il considère la See also:formule chimique de chaque substance exprimer non seulement sa See also:composition matérielle, mais également la valeur (d'inconnu) de son énergie intrinsèque.Au See also: membre droit de l'équation il ajoute alors le nombre exprimant l'effet thermique de la réaction, évolution de la chaleur étant comme avant positif compté, et négatif d'chaleur-absorption. L'masse-équation devient alors une énergie-équation. Il écrit ainsi S+02=S02+711oo calorie, qui exprime le fait que l'énergie intrinsèque des quantités de soufre et de l'oxygène considérés excède cela de l'anhydride sulfureux dérivé d'eux par 71100 calories quand des unités thermiques sont utilisées. L'équation H2+i2=2hi12200 calorie. exprime cela dans certaines conditions que l'énergie intrinsèque de l'acide hydriodic est plus grande que l'énergie intrinsèque de ses éléments composants par 12200 calories, c.-à-d. que l'acide hydriodic est formé de ses éléments avec l'absorption de cette quantité de la chaleur. des Énergie-équations, telles que ce qui précède, peuvent être actionnées avec avec précision comme si elles étaient des équations algébriques, une propriété qui est de grand See also:avantage dans le calcul. Ainsi par la transposition nous pouvons écrire la dernière équation comme suit: 2HI=h2+i2+12200 calorie, et expriment ainsi cet acide hydriodic une fois décomposés en ses éléments évoluent 12200 calories pour la quantité indiquée par l'équation. Ostwald a fait la proposition supplémentaire que les formules des solides devraient être imprimées dans le type lourd (ou dans les crochets), des liquides (solutions, &c.) dans le type ordinaire, et de gaz en italiques (ou dans les parenthèses incurvées), de sorte que l'état physique des substances pourrait être indiqué par l'équation elle-même. Ainsi l'équation C12+2ki, Aq = 2KCI, Aq +11+52400 calories, ou (C12)+2ki, Aq=2KCI, Aq+[I2]+5240o calorie, exprimerait que quand le See also:chlore gazeux agit sur une solution d'iodure de See also:potassium, avec la séparation de l'See also:iode plein, de 52400 calories sont évolués. § 6. La chaleur des calculs thermochimiques de Formation.See also:For il est de grande importance pour savoir la chaleur de la formation des composés de leurs éléments, même lorsque la See also:combinaison ne peut pas être provoquée directement. Comme exemple de l'utilisation des énergie-équations d'Ostwald pour la détermination indirecte nous pouvons prendre la caisse d'See also:oxyde de carbone. Les équations suivantes donnent le résultat de direct experiment:C+20 = See also:CO2+94300 calorie.CO+ O=co2+68000 calorie. Si maintenant on l'exige pour trouver la chaleur de la formation de la Co composée, qui ne peut pas être directement assurée, nous avons simplement pour soustraire la deuxième équation dès la début, chaque symbole représentant l'énergie intrinsèque constante, et nous obtenons ainsi C+o00=26300 calorie, ou C-1-0=co+26300 la calorie, c.-à-d., la formation d'of de la chaleur d'une gramme-molécule d'oxyde de carbone est de 26300 calories. Comme a été déjà énoncé, la chaleur de la formation d'un composé est la quantité (exprimée en unités thermiques) par laquelle son énergie intrinsèque excède ou fait défaut à celle des éléments qui entrent dans sa composition. Maintenant des valeurs absolues de l'énergie intrinsèque nous ne savons rien; nous pouvons seulement estimer des différences d'énergie intrinsèque quand un système est comparé à des autres dans lequel il peut convertir directement ou indirectement. Mais puisque les éléments ne peuvent pas être convertis un en autre, nous sommes absolument sans connaissance des valeurs relatives de leur énergie intrinsèque. Ce être le cas, nous sommes à la liberté pour faire la prétention que l'énergie intrinsèque de chaque élément (dans des conditions indiquées) est zéro, sans présenter de ce fait n'importe quel See also:
Les derniers, qui ne sont pas très nombreux, donnent hors de la chaleur sur la décomposition dans leurs éléments, et sont plus ou moins instables. Parmi les composés endothermiques peut être l'acide hydriodic remarquable, See also: HI, l'acétylène, C2H2, le protoxyde d'azote, N20, oxyde nitrique, NON, l'See also:azoimide, N3H, le trichlorure d'azote, NC12. Certains de ces passage dans leurs éléments avec la violence explosive, dû à la chaleur produite par leur décomposition et la nature gazeuse des produits. § 7. Guérissez de la grandeur thermochimique de Combustion.The qui est universellement déterminée pour les composés organiques est la chaleur de la combustion, habituellement au See also:moyen de la bombe calorimétrique. La relation entre la chaleur de la combustion d'un See also:hydrocarbure et sa chaleur de formation peut être aisément vue de l'exemple suivant. Le méthane d'hydrocarbure, See also:CH4, une fois complètement brûlé à l'anhydride carbonique et à l'eau, produit de 213800 calories.L'information et commentaires additionnelsIl n'y a aucun commentaire pourtant pour cet article.
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