Termokemi

Termokemin började med två idéer:

1. Lavoisier och Laplaces lag (1780): Energiförändringen för en omvandling är lika stor som energiförändringen för den omvända processen.
2. Hess lag (1840): Energiförändringen för en omvandling är densamma oavsett om den sker i ett eller flera steg.

Dessa upptäckter gjordes innan den första termodynamiska lagen (1845). De hjälpte forskarna att förstå denna lag.

Edward Diaz och Hess undersökte specifik värme och latent värme. Joseph Black utvecklade begreppet latent energiändring.

Gustav Kirchhoff visade 1858 att förändringen av reaktionsvärmen ges av skillnaden i värmekapacitet mellan produkter och reaktanter: ∂ Δ H ∂ T = Δ C p {\displaystyle {{\partial \Delta H} \over \partial T}=\Delta C_{p}}} . Genom att integrera denna ekvation kan man utvärdera reaktionsvärmen vid en temperatur utifrån mätningar vid en annan temperatur.

Mätning av värmeförändringar kallas kalorimetri. Den mäter värmen vid kemiska reaktioner eller fysiska förändringar. En kalorimeter, en anordning för kalorimetri, är vanligtvis en sluten kammare.

Kalorimetrin består av följande steg: Kemister får förändringen att ske i kammaren. Kammarens temperatur mäts antingen med hjälp av en termometer eller ett termoelement. Temperaturen plottas mot tiden för att ge ett diagram. Kemisterna använder grafen för att beräkna grundläggande storheter.

Moderna kalorimetrar har små datorer som mäter temperaturen och snabbt ger de beräknade uppgifterna. Ett exempel är en kalorimeter med differentiell skanning (DSC).

Flera termodynamiska definitioner är mycket användbara i termokemi. Ett "system" är den specifika del av universum som studeras. Allt utanför systemet betraktas som omgivningen eller miljön. Ett system kan vara:

• ett isolerat system - när det inte kan utbyta energi eller materia med omgivningen, som i en isolerad bombkalorimeter;
• ett slutet system - när den kan utbyta energi men inte materia med omgivningen, som i en ångradiator;
• ett öppet system - när det kan utbyta både materia och energi med omgivningen, t.ex. en gryta med kokande vatten.

Ett system genomgår en "process" när en eller flera av dess egenskaper förändras. En process är kopplad till en tillståndsförändring. En isotermisk (samma temperatur) process sker när systemets temperatur förblir densamma. En isobarisk process (samma tryck) sker när trycket i systemet förblir detsamma. En adiabatisk process (inget värmeutbyte) sker när ingen värme rör sig.

• Viktiga publikationer inom termokemi
• Isodesmisk reaktion
• Principen om maximalt arbete
• Reaktionskalorimeter
• Thomsen-Berthelot-principen
• Julius Thomsen
• Termodynamiska databaser för rena ämnen
• Kalorimetri
• Termisk fysik