Про що міркував Д. І. Менделєєв у своїй докторській дисертації? Термохімія
У 1864 році Д. І. Менделєєв захистив дисертацію «Міркування про сполучення спирту з водою». Вчений використовував у своїй роботі водно-спиртові суміші, але не як прообраз сучасної горілки, а як ідеальні «моделі», за допомогою яких можна було вивчати багато фізико-хімічні явища, пов'язані з процесами розчинення (зміна обсягу, виділення тепла і т.д.).
Всім відомо, що рідина, що отримується при змішуванні казенного спирту з водою (продукт, відомий в народі як «шило», «казенненькая», «чіміргес») рідина нагрівається і п'ється з відразою. З чого б це? Менделєєв вперше розсудив і довів, що причина в утворенні хімічних сполук етанолу з водою - гідратів спирту. Причому різних за складом. Так що вчений був ще й термохіміком.
Термохімія (Розділ хімічної термодинаміки) Вивчає теплові явища, що супроводжують хімічні реакції. Термохімічні дані (теплоти освіти і згоряння хімічних сполук, теплові ефекти реакцій) використовують в хімічній технології, при розрахунках теплових балансів процесів і є розрахункової основою хімічної термодинаміки.
Сама назва термодинаміка вже містить термо. Це наука про найбільш загальні властивості макроскопічних систем, що знаходяться в стані термодинамічної рівноваги, а також про процеси переходу між цими станами. В основі термодинаміки лежать фундаментальні принципи (так звані початку), які описують поведінку енергії та ентропії при будь-яких можливих процесах в системі. Методами термодинаміки вивчаються складні системи, в тому числі і хімічні. У термохімічних рівняннях необхідно вказувати агрегатні стани речовин за допомогою буквених індексів, а тепловий ефект реакції (Δ-Н) записувати окремо, через кому.
Експериментальні методи термохіміі: калориметрія, диференційний термічний аналіз (ДТА), дериватографія.
Показником фазового перетворення служить тепловий ефект, що не супроводжується зміною маси зразка.
Дериватограф реєструє одночасно термічні та термогравіметричні зміни. Записують відразу 4 залежності: різниці температур (Т) Досліджуваного зразка і еталона, яка не зазнає перетворень в часі t (Крива ДТА), зміни маси dm від Т (Термогравіметричний крива), швидкості зміни маси, тобто похідною dm/ Dt, від Т (Диференціальна Термогравіметричний крива) і Т від часу. Методом ДТА встановлюється послідовність перетворень речовини і визначається кількість і склад проміжних продуктів.
Без термохімічних даних, зведених у об'ємні довідники, ви не вважаєте за жоден хімічний процес (піде він чи не піде)!
Сучасна термохімія включає виробництво прецизійної калориметричній апаратури. Випускаються серійно в ряді країн мікрокалориметри відрізняються високою чутливістю, практично необмеженої тривалістю вимірювань і широко застосовуються при визначенні невеликих теплових ефектів і теплот повільних реакцій, недоступних раніше для прямого термохімічного вивчення (гідроліз складних ефірів, гідратація оксидів, твердіння цементу та ін.).
Розвиток мікрокалориметрії відкрило можливості для термохімічного вивчення біохімічних процесів і перетворень макромолекул. Вивчаються теплові ефекти, що супроводжують ферментативні реакції, фотосинтез, розмноження бактерій та ін. Диференціальні скануючі калориметри дозволяють прискорити і спростити вимір теплоемкостей і теплот фазових переходів у порівнянні з класичними приладами, що діють на принципі періодичного введення енергії.
Працюють Інститут термохіміі Уральського НДІ композиційних матеріалів (Перм), Об'єднаний інститут високих температур РАН (Москва). Можна почитати: Карякін Н.В. Основи хімічної термодинаміки (М .: Academia, 2003).
