Termokimya

Termokimya iki fikirle başladı:

1. Lavoisier ve Laplace yasası (1780): Herhangi bir dönüşüm için enerji değişimi, ters işlem için enerji değişimine eşit ve zıttır.
2. Hess Yasası (1840): Herhangi bir dönüşüm için enerji değişimi, ister tek adımda ister birçok adımda olsun aynıdır.

Bu keşifler termodinamiğin ilk yasasından (1845) önce gerçekleşmiştir. Bilim insanlarının bu yasayı anlamalarına yardımcı oldular.

Edward Diaz ve Hess özgül ısı ve gizli ısıyı araştırmıştır. Joseph Black gizli enerji değişimleri kavramını geliştirmiştir.

Gustav Kirchhoff 1858 yılında reaksiyon ısısındaki değişimin ürünler ve reaktanlar arasındaki ısı kapasitesi farkı ile verildiğini göstermiştir: ∂ Δ H ∂ T = Δ C p {\displaystyle {{\partial \Delta H} \over \partial T}=\Delta C_{p}} . Bu denklemin entegrasyonu, bir sıcaklıktaki reaksiyon ısısının başka bir sıcaklıktaki ölçümlerden değerlendirilmesini sağlar.

Isı değişimlerinin ölçümüne kalorimetri denir. Kimyasal reaksiyonların veya fiziksel değişimlerin ısısını ölçer. Kalorimetre, kalorimetri için kullanılan bir cihazdır ve genellikle kapalı bir haznesi vardır.

Kalorimetri şu adımlardan oluşur: Kimyagerler değişimin oda içinde gerçekleşmesini sağlar. Haznenin sıcaklığı bir termometre ya da termokupl kullanılarak ölçülür. Sıcaklık zamana karşı çizilerek bir grafik elde edilir. Kimyagerler grafiği temel miktarları hesaplamak için kullanır.

Modern kalorimetreler, sıcaklığı ölçen ve hesaplanan verileri hızlı bir şekilde veren küçük bilgisayarlara sahiptir. Buna bir örnek diferansiyel taramalı kalorimetredir (DSC).

Termokimyada birkaç termodinamik tanım çok kullanışlıdır. Bir "sistem", evrenin incelenen belirli bir bölümüdür. Sistemin dışındaki her şey çevre veya ortam olarak kabul edilir. Bir sistem şöyle olabilir:

• Yalıtılmış bir sistem - yalıtılmış bir bomba kalorimetresinde olduğu gibi çevresiyle enerji veya madde alışverişi yapamadığında;
• kapalı bir sistem - bir buhar radyatöründe olduğu gibi çevresiyle enerji alışverişi yapabildiği ancak madde alışverişi yapamadığı zaman;
• açık bir sistem - çevresiyle hem madde hem de enerji alışverişi yapabildiğinde, örneğin kaynar su dolu bir kap.

Bir sistem, bir veya daha fazla özelliği (karakteristiği) değiştiğinde bir "süreç" geçirir. Bir süreç, durum değişikliği ile ilgilidir (bağlantılıdır). Sistemin sıcaklığı aynı kaldığında izotermal (aynı sıcaklıkta) bir süreç gerçekleşir. Sistemin basıncı aynı kaldığında izobarik (aynı basınç) bir süreç gerçekleşir. Adyabatik (ısı alışverişi olmayan) bir süreç, ısı hareket etmediğinde gerçekleşir.

• Termokimya alanında önemli yayınlar
• İzodesmik reaksiyon
• Maksimum çalışma prensibi
• Reaksiyon Kalorimetresi
• Thomsen-Berthelot prensibi
• Julius Thomsen
• Saf maddeler için termodinamik veri tabanları
• Kalorimetri
• Termal fizik