31.Зародження та розвиток термохімії, термодинаміки та хімічної кінетики.

При вивченні хімічних взаємодій поступово почало зясовуватися, що для розуміння їх недостатньо вивчення будови хімічних сполук до і після хімічних реакцій і прийняття певної хімічної спорідненості. Зясувалось також,що що хімічний процес зумовлюється специфічною енергією , яку можна виміряти.Лишалось тільки знайти мірило для цієї енергії. Дослідження в цьому напрямі показали,що теплові явища які супроводжують хімічні реакції не являють собою випадкових елементів і тому їх вирішили прийняти як мірило хімічної енергії. У звязку з цим у 80 роках 19 століття закон збереження енергії був поширений на хімію. Вивчення теплоти що виділяється під час хімічних реакцій , поклало початок термохімії. Термохімія розчинів була розпочата роботами Ломоносова, який вперше застосував вчення про енергію в хімії розчинів. Ломоносов вимірюва теплоти теплоти розчинення за допомогою сконструйованих ним термометрі, виявив депресію точки замерзання розчинумі провадив дослідження холодильних сумішей. Ловіц продовжував роботи Ломоносова у цьому напрямі одержання низьких температур.Головний закон термохімії відкритий Гессом він вивчав виділення тепла під час реакцій солевого обміну й нейтралізаціїі установив правило термонейтральності,згідно з яким при змішуванні розчинів солей не відбувається аиділення тепла, це правило дістало пояснення після появи теорії електролітичної дисоціації.Потім Гесс вивів основний закон термохімії – закон сталості сум тепла, який можна сформулювати так: тепловий ефект реакції не залежить від шляху процесу і визначається тільки початковим і кінцевим станом системи(1842). Крім закону гесса, в термохімії відомий ще й принцип Томсена- Бертло , згідно з яким мірою хімічної спорідненості є тепловий ефект реакції: реакція відбувається самочинно в тому напрямі, в якому виділяється найбільша кількість теплоти, але ця ідея неправильна тому що всяка оборотна реакція відбувається самочинно в тому чи іншому напрямі залежно від концентрації речовини, однак є доля істини, справді при хімічно необоротних процесах в конденсованих системах реакції дуже часто відбуваються в напрямі виділення тепла.

Термодинаміка розглядає процеси, які звязані з тепловими явищами. Вся термодинаміка побудована на двух началах: перше начало – в усіх випадках , коли теплота викнує роботу, витрачається кількість тела, пропорціональна одержаній роботі. Друге начало термодинаміки: теплота не може сама по собі перейти від більш холодного тіла до більш теплого. Карно в своїх працях говорив: «Тепло- це ні що інше , як рушійна сила, або вірніше рух , що змінив свій вид, це рух частинок тіл скрізь, де відбувається знищення рушійної сили, виникає одночасно теплота в кількості , точно пропорціональній кількості зниклої рушійної сили, тобто завжди при зникненні тепла виникає рушійна сила».

У 1850р вийшла праця Клаузіуса «Про рушійну силу тепла», у якій знову після Карно було поставлено питання про умови перетворення тепла в роботу. Пізніше німецький вчений Клаузіус переробив ідеї Карно, які стосуються другого начала термодинаміки.Він увів поняття про ентропію як міру нездатності енергії до перетворення . як друге начало термодинамікм Клаузіус видвигаєпостулат : «Теплота не може сама собою перейти від більш холодного тіла до теплішого».

ХІМІЧНА КІНЕТИКА - (від грец. Кінетікос - рушійний) наука про механізми хімічних реакцій і закономірності їх перебігу в часі.

У 19 ст. результаті розвитку основ хімічної термодинаміки хіміки навчилися розраховувати склад рівноважної суміші для оборотних хімічних реакцій. Крім того, на підставі нескладних розрахунків можна було, не проводячи експериментів, зробити висновок про принципову можливість або неможливість протікання конкретної реакції в даних умовах. Однак «принципова можливість» реакції ще не означає, що вона піде. Наприклад, реакція С + О2 → СО2 з погляду термодинаміки вельми сприятлива, в усякому разі, при температурах нижче 1000 ° С (при більш високих температурах відбувається вже розпад молекул СО2), тобто вуглець і кисень повинні (практично з 100% -ним виходом) перетворитися на діоксид вуглецю. Проте досвід показує, що шматок вугілля може роками лежати на повітрі, при вільному доступі кисню, не зазнаючи ніяких змін. Те ж можна сказати і про безліч інших відомих реакцій. Наприклад, суміші водню з хлором або з киснем можуть зберігатися дуже довго без жодних ознак хімічних реакцій, хоча в обох випадках реакції термодинамічно сприятливі. Це означає, що після досягнення рівноваги в стехиометрической суміші H2 + Cl2 повинен залишитися тільки хлороводород, а в суміші 2Н2 + О2 - тільки вода. Інший приклад: газоподібний ацетилен цілком стабільний, хоча реакція C2H2 → 2C + H2 не тільки термодинамічно дозволена, але і супроводжується значним виділенням енергії. Дійсно, при високих тисках, ацетилен вибухає, проте в звичайних умовах він цілком стабільний.