ऊष्मारसायन और कैलोरीमिति
ऊष्मारसायन रासायनिक अभिक्रियाओं द्वारा अवशोषित या मुक्त की गई ऊष्मा की मात्रा निर्धारित करता है, और कैलोरीमिति अभिक्रिया एन्थैल्पी और ऊष्मा क्षमता प्राप्त करने के लिए उस ऊष्मा को मापने की प्रायोगिक कला है।
Definition
ऊष्मारसायन रासायनिक अभिक्रियाओं और प्रावस्था परिवर्तनों में उत्पन्न या अवशोषित ऊष्मा का अध्ययन है, और कैलोरीमिति प्रायोगिक विधियों का एक समूह है जो इन ऊष्माओं और पदार्थों की ऊष्मा क्षमताओं को मापता है।
Scope
यह विषय रासायनिक अभिक्रियाओं के साथ होने वाले ऊष्मा परिवर्तनों को शामिल करता है: निर्माण, दहन और अभिक्रिया की मानक एन्थैल्पी; हेस का स्थिर ऊष्मा योग का नियम; किरचॉफ के नियम के माध्यम से अभिक्रिया एन्थैल्पी की तापमान निर्भरता; और बंध एन्थैल्पी। इसमें इन मात्राओं को मापने के लिए उपयोग की जाने वाली कैलोरीमिति तकनीकों को शामिल किया गया है, जिसमें बम और स्थिर-दबाव कैलोरीमिति और अंतर स्कैनिंग कैलोरीमिति, साथ ही ऊष्मा क्षमता माप शामिल है। ऊष्मा क्षमताओं का सांख्यिकीय-यांत्रिक पूर्वानुमान सांख्यिकीय ऊष्मप्रवैगिकी के तहत माना जाता है।
Core questions
- हेस का नियम सारणीबद्ध निर्माण एन्थैल्पी से अभिक्रिया एन्थैल्पी को संयोजित करने की अनुमति कैसे देता है?
- किरचॉफ का नियम अभिक्रिया एन्थैल्पी की तापमान निर्भरता का वर्णन कैसे करता है?
- बम और स्थिर-दबाव कैलोरीमीटर आंतरिक ऊर्जा और एन्थैल्पी परिवर्तनों को कैसे मापते हैं?
- अभिक्रिया एन्थैल्पी का अनुमान लगाने के लिए बंध एन्थैल्पी का उपयोग कैसे किया जाता है?
Key concepts
- निर्माण और अभिक्रिया की मानक एन्थैल्पी
- हेस का स्थिर ऊष्मा योग का नियम
- किरचॉफ का नियम और ऊष्मा क्षमता
- बम और स्थिर-दबाव कैलोरीमिति
- बंध एन्थैल्पी
Key theories
- हेस का नियम
- चूंकि एन्थैल्पी एक अवस्था फलन है, इसलिए अभिक्रिया का एन्थैल्पी परिवर्तन मार्ग की परवाह किए बिना समान होता है, इसलिए अभिक्रिया एन्थैल्पी को सारणीबद्ध मानक निर्माण एन्थैल्पी से जोड़ा और घटाया जा सकता है।
- तापमान निर्भरता का किरचॉफ का नियम
- तापमान के साथ अभिक्रिया एन्थैल्पी का परिवर्तन उत्पादों और अभिकारकों के बीच ऊष्मा क्षमताओं में अंतर से नियंत्रित होता है, जिससे एक तापमान पर मापी गई एन्थैल्पी को दूसरे में ठीक किया जा सकता है।
Clinical relevance
ऊष्मारसायन और कैलोरीमिति ऊर्जा और दहन इंजीनियरिंग के लिए आवश्यक ईंधन मान और अभिक्रिया ऊष्मा प्रदान करते हैं, प्रक्रिया और रिएक्टर सुरक्षा के लिए तापीय डेटा, जैव रसायन में अंतर स्कैनिंग और समतापी अनुमापन कैलोरीमिति द्वारा मापी गई स्थिरता और फोल्डिंग ऊर्जा, और खाद्य पदार्थों की पोषण ऊर्जा सामग्री।
History
कैलोरीमिति की शुरुआत 1780 के दशक में लावोइज़ियर और लाप्लास के बर्फ कैलोरीमीटर से हुई; हेस ने 1840 में अभिक्रिया ऊष्माओं की योगात्मकता स्थापित की, और बर्थेलोट की उन्नीसवीं सदी की बम कैलोरीमिति ने दहन और निर्माण एन्थैल्पी के व्यवस्थित माप को भौतिक रसायन विज्ञान का आधार बनाया।
Key figures
- Germain Henri Hess
- Antoine Lavoisier
- Marcellin Berthelot
Related topics
Seminal works
- atkins2018
- mcquarrie1997
Frequently asked questions
- बम कैलोरीमीटर और स्थिर-दबाव कैलोरीमीटर में क्या अंतर है?
- एक बम कैलोरीमीटर अभिक्रिया को स्थिर आयतन पर रखता है और आंतरिक ऊर्जा परिवर्तन को मापता है, जबकि एक स्थिर-दबाव कैलोरीमीटर, जो वायुमंडल के लिए खुला होता है, सीधे एन्थैल्पी परिवर्तन को मापता है; दोनों दबाव के विरुद्ध किए गए कार्य से संबंधित होते हैं क्योंकि गैसें फैलती या सिकुड़ती हैं।
- निर्माण की एन्थैल्पी को तत्वों के सापेक्ष क्यों परिभाषित किया जाता है?
- निरपेक्ष एन्थैल्पी को मापा नहीं जा सकता है, इसलिए एक संदर्भ की आवश्यकता होती है; तत्वों को उनकी मानक अवस्थाओं में शून्य निर्माण एन्थैल्पी निर्दिष्ट करना एक सुसंगत आधार रेखा प्रदान करता है जिससे किसी भी यौगिक की निर्माण एन्थैल्पी, और इस प्रकार किसी भी अभिक्रिया एन्थैल्पी की गणना की जा सकती है।