【摘 要】現(xiàn)階段的加工、生產(chǎn)任務,已經(jīng)完全告別了傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式,很多工作中都融合了不同學科的研究成果,并且隨著研究的不斷深入,生產(chǎn)、加工的水平獲得了持續(xù)的提升?;瘜W反應的熱動力學方程,是化學領域中的重點研究對象,在很多方面均表現(xiàn)出了較大的積極作用。通過將熱動力學方程應用到實際的工作中,提高了分析的深度,對材料的把握和技術的掌控,都有很大的提升。今后,應進一步加強對化學反應熱動力學方程的相關研究,并將研究成果,廣泛的應用到工作當中,創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟效益和社會效益。
【關鍵詞】化學;熱動力學;方程;應用
化學中的熱動力學研究時間較長,并且在很多方面均表現(xiàn)出了較大的積極意義和較高的科研水平。從這一科學的本身來分析,熱動力學之所以能夠引起科學界的廣泛重視,主要是因為,熱動力學的研究,是到目前為止,唯一通過一個實驗方法同時得到熱力學、動力學雙重信息的方法,不僅權威性較高,同時在實際的方程研究方面,擁有廣闊的空間和較強的拓展性,未來擁有很大的潛力等待開發(fā)。在此,本文主要對化學反應的熱動力學方程及其應用進行討論。
一、化學反應的熱動力學方程
對于化學反應而言,其內(nèi)容的廣闊性是毋庸置疑的,但在研究過程中,我們不可能對所有的化學反應都進行深入的研究,而是要從一個比較重點且具有多項聯(lián)系的領域開始,逐步的拓展,以此來獲得更健全的體系和更多的方法?;瘜W反應的熱動力學方程,在很多方面均表現(xiàn)出了較強的可研究性,通過對熱動力學方程進行研究,可獲得較多的重要成果。
1.動態(tài)熱化學
從化學的角度來分析,自然界當中的很多變化,都是以熱效應的形式來表現(xiàn)出來的。我們在以往的研究中,投入了大量的時間和精力在“靜態(tài)”熱化學研究當中,但獲得的成果具有很大的局限性,對實際工作的幫助并不是特別大。為此,在研究的過程中,應在“動態(tài)熱化學”方面進行深入的研究。從客觀的角度來分析,動態(tài)熱化學在研究過程中,由于材料學、電子學、計算機技術等各個領域均得到了突破的進展,因此關于動態(tài)熱化學的研究,可直接應用這些領域的研究成果,省去了很多的時間與精力。同時,在研究的過程中,得到了熱量計某一變化過程熱功率隨時間變化的具體關系結論,也就是熱焓發(fā)生函數(shù)。通過該函數(shù)的研究和分析,能夠進一步的了解在變化過程中,關于動力學的信息內(nèi)容。
2.熱動力學曲線
在研究的過程中,對于一個化學反應而言,如果將條件設定在等溫等壓的情況下,那么熱焓變化在實際的大小比例中,主要是與反應速度表現(xiàn)出正比的關系。另一方面,在長期的探究中,發(fā)現(xiàn)熱焓變化過程中,其時間變率方面,主要是與反應速率,表現(xiàn)出反比的關系?;瘜W反應的熱動力學方程包含內(nèi)容比較多,熱動力學曲線是其中的重要組成部分。深入研究發(fā)現(xiàn),如果我們能夠連續(xù)的、準確記錄下一個變化過程的量熱曲線,那么就可以為該量熱曲線,提供比較充分的熱力學信息、動力學信息,對于后續(xù)研究而言,總體上的積極意義較大。通過對型號為RD496-III熱導式微量計的研究,得到放熱熱 譜曲線。對曲線進行研究后發(fā)現(xiàn),在該變化的過程當中,總熱效應就是曲線下的具體積分面積:。在該式中,dHt/dt主要表示的熱焓變率,并且與時間具有非常密切的關系,在研究當中,又被稱之為熱動力學曲線。
二、化學反應熱動力學方程的應用
通過對化學反應熱動力學方程進行研究后,獲得了很多的積極成果,并且在客觀上和主觀上,減少了很多的錯誤猜想和偏差的研究方式。將化學反應的熱動力學方程進行應用,無論是對于理論研究還是體系的健全,亦或是具體的工作而言,都具有較大的積極意義。
1.Zn(Leu)CL2溶解焓的測定
在化學反應的熱動力學方程應用中,對Zn(Leu)CL2溶解焓進行測定,是該方程的重要通途之一,并且在實際的研究中,取得了非常理想的成績。目前,Zn(Leu)CL2固態(tài)配合物在水中的溶解方程式,如下所示:
在實際的操作中,我們首先稱取準確數(shù)量的Zn(Leu)CL2,并且將其放入到加樣裝置中。之后,要移取一定數(shù)量的離子水,基本上移取的數(shù)量為8.00ml,將離子水放入到反應池當中。接下來,設定好離子水與樣品的物質(zhì)量比例,基本上徘徊在3599~39071之間,將該條件,視為無限的稀釋條件。最后,裝入到爐體當中,等待熱平衡,在熱平衡后進行測試,以此來獲得相應的熱動力學曲線,該溶解反應主要隸屬于放熱反應。由此可見,利用化學反應的熱動力學方程,可更好的完成Zn(Leu)CL2溶解焓的測定,且操作簡單,得到的結果相對精確。
2.氯化鋅與?;撬嵋骸悍磻臒釀恿W研究
將化學反應的熱動力學方程進行應用,還突出表現(xiàn)在氯化鋅與?;撬嵋骸悍磻臒釀恿W的研究當中。該方面的研究,對各種試劑的生產(chǎn)和液體方面的產(chǎn)品,均具有較大的影響。通過不斷的討論與研究,氯化鋅與牛磺酸液——液反應的熱動力學的方程式,具體如下所示:
Zn2+(aq)+2C2H7O3NS→Zn(C2H7O3NS)22+(aq)
在具體的操作當中,實驗裝置的安裝,主要是按照標準流程進行安裝。同時,在溶液的配比方面,鋅鹽與牛磺酸,均采用濃度為0.1000mol·L-1的水溶液作為研究溶液。另外,鋅鹽與牛磺酸在物質(zhì)的量比方面,具體比例為1∶2,以此來確保反應的充分性。經(jīng)過反應操作后,發(fā)現(xiàn)氯化鋅與?;撬嵋骸悍磻臒釀恿W的反應,可劃分到一級反應的類別當中。在反應過程中,基本上會隨著溫度的持續(xù)升高,反應的速率也會表現(xiàn)出增大的趨勢,表現(xiàn)出正比的關系。在反應活化能的研究當中,發(fā)現(xiàn)氯化鋅與?;撬嵋骸悍磻臒釀恿W,其反應活化焓并不是很大,但是在活化熵方面,卻是比較高的。由此證明,氯化鋅與?;撬嵋骸悍磻臒釀恿W的反應比較容易進行。
三、總結
本文對化學反應的熱動力學方程以及實際的應用進行討論,從客觀的工作來分析,化學反應的熱動力學方程,包括的內(nèi)容較多,能夠?qū)Χ喾矫娴难芯?,產(chǎn)生較強的促進作用,并且在很多方面均表現(xiàn)出了較大的積極意義。今后,應對化學反應的熱動力學方程進行深入的研究,促進各個相關領域的全面進步,創(chuàng)造出更大的價值。
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作者簡介:
羅金星(1962.12~ ),男,布依族,貴州安順人,大學學歷,講師,研究方向為化學。