-Эндо и -экзо термические реакции

[realeugene]

Toolt в сообщении #1388908 писал(а):

Если катализатор в процессе не расходуется, то очевидно (и это конечно давно доказано), что катализатор в этом процессе первоначально вступает во взаимодействие с исходным веществом, а затем уже это новое вещество вступает в следующую реакцию, и при этом катализатор высвобождается.

Это всё-таки не одномоментный процесс? Одна молекула должна адсорбироваться на поверхности катализатора, подождать там вторую молекулу, прореагировать с ней и улететь. То есть какое-то время мы имеем катализатор, прореагировавший с первой молекулой.

-- 22.04.2019, 14:36 --

Toolt в сообщении #1388908 писал(а):

А можно поподробнее, или пример какой-нибудь, а то что-то не соображу, как это может выглядеть - поменять знак?

Не скажу про химию, но в физике тепловой эффект Джоуля-Томсона может изменять знак в зависимости от начальных и конечных условий. Но в нём, в отличие от химических реакций, постоянна как раз энтальпия, а изменяется давление. То есть, через разность энтальпий его не посчитаешь :)

[Toolt]

realeugene в сообщении #1388910 писал(а):

Toolt в сообщении #1388908 писал(а):

Если катализатор в процессе не расходуется, то очевидно (и это конечно давно доказано), что катализатор в этом процессе первоначально вступает во взаимодействие с исходным веществом, а затем уже это новое вещество вступает в следующую реакцию, и при этом катализатор высвобождается.

Это всё-таки не одномоментный процесс? Одна молекула должна адсорбироваться на поверхности катализатора, подождать там вторую молекулу, прореагировать с ней и улететь. То есть какое-то время мы имеем катализатор, прореагировавший с первой молекулой.

Адсорбция реагента на поверхности катализатора - это гетерогенный катализ (например, когда катализатор - металл, а реагенты газы или жидкости). Механизм такого катализа до конца не изучен. В первом приближении так и есть: "Одна молекула должна адсорбироваться на поверхности катализатора, подождать там вторую молекулу, прореагировать с ней и улететь". Предполагается, что полноценного химического взаимодействия катализатора с реагентом при этом не происходит, а происходит увеличение концентрации молекул реагентов на активных центрах поверхности катализатора, множество других процессов, приводящих к снижению энергетических барьеров. Здесь трудно выделить промежуточные реакции. В этом смысле - процесс одномоментный.
При гомогенном катализе (он изучен детально) катализатор вступает в реальное взаимодействие с исходным реагентом, образуя промежуточный продукт. В этом случае можно выделить промежуточные реакции.

[realeugene]

Toolt

Спасибо.

[GraNiNi]

Toolt в сообщении #1388908 писал(а):

А можно поподробнее, или пример какой-нибудь, а то что-то не соображу, как это может выглядеть - поменять знак?
То есть, сама реакция - либо экзотермическая, либо эндотермическая, и знак здесь измениться не может. В реальном химическом процессе условия неидеальные, и на тепловой эффект влияют и теплофизические факторы, но чтобы до перемены знака...

Это нужно залезть в физхимию, термодинамику и термохимию и обнаружить там закон Кирхгофа.
Пересказывать здесь учебник не стоит.
Вот, например, в ссылке это объясняется с примером: https://studme.org/126783/matematika_hi ... e_kirhgofa

"Температура может оказывать существенное влияние на тепловой эффект химической реакции. Иногда значительное изменение температуры может изменять даже знак теплового эффекта (переход от экзотермической реакции к эндотермической или от эндотермической к экзотермической)."
https://bstudy.net/712861/estestvoznani ... a_kirhgofa

[Munin]

realeugene в сообщении #1388904 писал(а):

А есть какие-либо общепринятые нормы подсчёта количества реакций?

Есть, в химической кинетике. Если у вас промежуточные продукты, возникающие в реакции, сразу на месте и используются, это одно, а если они "отправляются гулять" по реакционной смеси, и следующая стадия зависит от их средней концентрации, - это другое.

-- 22.04.2019 17:19:32 --

realeugene в сообщении #1388910 писал(а):

Это всё-таки не одномоментный процесс?

Вот если пытаться придумывать критерии в терминах времени - вы утонете. Вообще чисто механически там все процессы не одномоментные: молекулы сначала сближаются, потом перекрываются электронные облака, потом расходятся обратно... Не говоря уже о квантовомеханическом описании, упирающемся в вопрос, а что считать положением и временем движения волны.

[realeugene]

Munin в сообщении #1388939 писал(а):

Если у вас промежуточные продукты, возникающие в реакции, сразу на месте и используются, это одно, а если они "отправляются гулять" по реакционной смеси, и следующая стадия зависит от их средней концентрации, - это другое.

Согласно этим нормам, обсуждавшаяся тут ранее реакция расворения кристалла соли в воде, это - одна реакция, или две?

[Munin]

Я не специалист в физхимии, полагаю, что одна.

[arseniiv]

Зачем считать число реакций? Число никому никакой пользы не приносит. Важнее же сами выделяемые реакции.

[Toolt]

GraNiNi в сообщении #1388928 писал(а):

"Температура может оказывать существенное влияние на тепловой эффект химической реакции. Иногда значительное изменение температуры может изменять даже знак теплового эффекта (переход от экзотермической реакции к эндотермической или от эндотермической к экзотермической)."
https://bstudy.net/712861/estestvoznani ... a_kirhgofa

Да, согласно уравнению Кирхгофа тепловой эффект реакции зависит от температуры (теплоемкости исходных веществ и продуктов при разных температурах). Правда, перемена знака, переход от эндотермической реакции к экзотермической (или наоборот) в одной химической реакции при изменении температуры - затрудняюсь припомнить, никогда сталкиваться с такими задачами не приходилось. Скорее всего, это о реакциях с очень малыми размерами теплового эффекта, поэтому там и возможны такие переходы?

[Xugin]

Toolt, а там же ещё сумма энтальпий гидратации ионов натрия и хлора (там теория и практика иногда...). Собственно, чего и вопрос возник о возможности охлаждения ниже нуля. Интересует практическая часть, возможно ли водой с поваренной солью охлаждать в минус.

[Toolt]

Xugin в сообщении #1388968 писал(а):

Собственно, чего и вопрос возник о возможности охлаждения ниже нуля. Интересует практическая часть, возможно ли водой с поваренной солью охлаждать в минус.

Практически водой (без льда) с поваренной солью охладить что-либо до минусовых температур вряд ли возможно: слишком мал и кратковременен тепловой эффект, приводящий к падению температуры рассола максимум на 5,5 градусов. Сам раствор скорее всего можно охладить до минус 1-2 градусов, если взять воду чуть выше нуля. А вот толченый лед и поваренная соль - запросто. Теоретически - до минус 21 градуса. На практике в лаборатории обычно достигается минус 18 и держится минут 30 (или больше, это, собственно, от размеров снаряженного "холодильника" зависит).

[Xugin]

Toolt, спасибо. Интересно будет проверить сработает или нет, является ли свежий рассол охлаждающей смесью . С наличием обычных охлаждающих смесей со льдом или растворами селитры без льда, занятие скорее ненужное чем наоборот.

[Vladimirkey]

Munin в сообщении #1388626 писал(а):

Это какое-то странное заявление. Боюсь, вас ТС сбил с толку, и пытаясь наводить порядок, вы навели его не в том месте.

Да, это и в правде меня запутало, но потом я вроде как понял, о чем photon имел ввиду.
Просто как мне казалось, что теплота всегда связана со $2$-ым законом термодинамики (от наиболее нагретого к менее нагретому) и для возникновения теплоты нужно создать разницу температур, чтобы возникло/перетекло количество теплоты, но в итоге возникновение тепловой энергии может быть абсолютно не связано со $2$-ым законом термодинамики. Спасибо, это я понял.

Резюмируя, хотел бы сказать, что можно в целом убрать вовсе среду, в которой находятся данные реакции, представить, что среды вовсе нет, то независимо от нее (есть она или нет), -эндо и -экзо термические реакции будут происходить.

[realeugene]

Vladimirkey в сообщении #1389015 писал(а):

но в итоге возникновение тепловой энергии может быть абсолютно не связано со $2$-ым законом термодинамики.

Тепловая энергия - это не функция состояния системы, а энергия, которая передаётся путём теплопередачи. Функциями состояния бывает внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, энергия Гиббса и т. д. Но не тепло.

[Munin]

Vladimirkey в сообщении #1389015 писал(а):

Просто как мне казалось, что теплота всегда связана со $2$-ым законом термодинамики (от наиболее нагретого к менее нагретому)

Не надо путать теплоту и температуру. "От более тёплого к менее тёплому" ("от тёплого к холодному") - это касается температуры, а теплота - энергия. Немножко неочевидно с точки зрения русского языка, ну, таковы термины, надо запомнить.