Տեսություն

Քիմիական ռեակցիաներ առաջանալու համար անհրաժեշտ է, որ նյութերը անմիջական հպման մեջ լինեն: Այդ նպատակով նյութերը մանրացնում են և խառնում:

 
Օրինակ` ծծմբի և երկաթի միջև ռեակցիան ընթանալու համար ծծումբը տրորում են հավանգում, իսկ երկաթի փոշին ստանում են հատուկ եղանակով: Ստացված փոշիները խնամքով խառնում են` մասնիկների հավասարաչափ բաշխման համար:
 
images.jpg images (2).jpg
     Ծծմբի փոշի                                                       Երկաթի փոշի
 
Նյութի առավել նուրբ մանրացում` մինչև մոլեկուլ և իոն, հնարավոր է դրանք ջրում լուծելով, որի պատճառով էլ ռեակցիաների մեծ մասն իրականացվում է լուծույթներում:
 
images (5).jpg  images (6).jpg
                                  Լուծույթներում իրականացված ռեակցիաները

Որպեսզի ռեակցիան սկսվի, անհրաժեշտ է ինչ որ ձևով այն խթանել, «արթնացնել» քիմիական կապերը: Դա է պատճառը, որ քիմիական ռեակցիաների մեծ մասի ընթանալու համար ջերմություն է պահանջվում:
 
images (8).jpg   
 Տաքացման պայմանում ընթացող ռեակցիա 

Այսպիսով, ռեակցիան սկսելու և ընթանալու պայմաններն են՝
 
1. մանրացում 2. խառնում 3. տաքացում և այլն: 

 
Անհրաժեշտ է հստակ տարբերել ռեակցիան «սկսելու» և ռեակցիայի «ընթանալու» պայմանները: Օրինակ` ջուրը քայքայելու համար էլեկտրական հոսանք անհրաժեշտ է  ոչ միայն սկզբում, այլև ռեակցիայի ամբողջ ընթացքում, այլ կերպ ռեակցիան կդադարի ընթանալ: Այս օրինակում էլեկտրական հոսանքը ռեակցիայի և' սկսվելու, և' ընթանալու պայմանն է:
Երկաթի և ծծմբի փոխազդեցության համար պահանջվում է միայն սկզբնական տաքացում, որից հետո ռեակցիան ընթանում է մեծ քանակությամբ լույսի ու ջերմության անջատումով, և տաքացում չի պահանջվում: Այս օրինակում տաքացումը միայն ռեակցիան սկսելու պայմանն է:
Բազմաթիվ քիմիական ռեակցիաներ կարող են ընթանալ սովորական պայմաններում: Օրինակ` կալիում (\(K\)) ալկալիական մետաղը և ջուրը սենյակային ջերմաստիճանում բուռն փոխազդում են, ընդ որում` պայթյունով:
Սակայն բազմաթիվ  քիմիական ռեակցիաներ սովորական պայմաններում չեն ընթանում ու կարող են սկսվել միայն հատուկ պայմանների` բարձր ջերմաստիճանի, ճնշման, հաստատուն էլեկտրական հոսանքի, լույսի, խոնավության և այլ պայմանների առկայության դեպքում:
 
Օրինակ` ալյումինի ( \(Al\) ) փոշին սովորական ջերմաստիճանում չի բռնկվում, սակայն մինչև \(700°\)\(C\) տաքացնելիս այրվում է կուրացնող բոցով:
 
Screenshot_5.png
          Ալյումինի այրումը թթվածնում
 
Երկաթը (\(Fe\)) ժանգոտվում է միայն խոնավ օդում` ջրի և թթվածնի հետ միանալիս, երբ առաջանում է ժանգ անվանվող գորշ, փխրուն զանգված:
 
download.jpg
  Երկաթի ժանգոտումը
 
Քիմիական ռեակցիաները, որպես կանոն, ուղեկցվում են կամ ջերմության անջատում (օրինակ այրումը), կամ կլանումով (օրինակ`քայքայման ռեակցիաներից շատերը): Այդպիսի ռեակցիաները տարբերակելը խիստ կարևոր է քիմիական փորձեր ծրագրելիս ու կատարելիս:
 
images (10).jpg   images (12).jpg
   Ջերմանջատիչ ռեակցիա՝ այրման          Ջերմակլանիչ ռեակցիա՝ քայքայման
Քիմիայի այն բաժինը, որն ուսումնասիրում է քիմիական ռեակցիաները դրանք ուղեկցող ջերմային երևույթների տեսանկյունից, անվանվում է  ջերմաքիմիա:
Ջերմության այն քանակը, որը քիմիական ռեակցիայի ընթացքում անջատվում է կամ կլանվում, անվանվում է ռեակցիայի ջերմէֆեկտ, նշանակվում լատիներեն \(Q\) տառով և միավորների միջազգային համակարգում արտահայտվում է ջոուլներով \((Ջ\)):
 
Գործնական հաշվարկներում առավել կիրառական միավորն է կիլոջոուլը՝  \((կՋ)` \)\(1 կՋ = 1000 Ջ\)
Ռեակցիաների այն հավասարումները, որոնցում նշվում է ռեակցիայի ջերմէֆեկտը`անջատված կամ կլանված ջերմության քանակը, կոչվում են ջերմաքիմիական:
Քիմիական ռեակցիայի ընթացքում անջատված ջերմությունը նշանակվում է \(+Q\), իսկ կլանված ջերմությունը` \(-Q\) (երկու դեպքում էլ դա գրանցվում է քիմիական հավասարման աջ կողմում' վերջանյութերի բանաձևերից հետո): Այսպիսով, ռեակցիայի ջերմէֆեկտի տեսանկյունից` քիմիական ռեակցիաները լինում են ջերմանջատիչ (էկզոթերմային) և ջերմակլանիչ (էնդոթերմային):
Քիմիական այն ռեակցիաները, որոնց ընթանալն ուղեկցվում է ջերմության անջատումով, կոչվում են ջերմանջատիչ ռեակցիաներ:
Օրինակ՝ մեթանի այրումը
 
download (1).jpg
 
CH4(գ) + 2O2(գ) = 2H2O(հ) + CO2(գ) + Q
Քիմիական այն ռեակցիաները, որոնց ընթանալն ուղեկցվում է ջերմության կլանումով, կոչվում են ջերմակլանիչ ռեակցիաներ:
Օրինակ՝ կալիումի պերմանգանատի քայքայումը:
 
 images (13).jpg
2KMnO4(պ)=K2MnO4(պ)+MnO2(պ)+O2(գ)Q

Ջերմաքիմիական հավասարումներում նյութերի քիմիական բանաձևերից ու ռեակցիայի ջերմությունից բացի` նշում են նաև այդ նյութերի ագրեգատային վիճակները` պինդ (պ), հեղուկ (հ), գազային (գ): Դրա անհրաժեշտությունը պայմանավորված է այն հանգամանքով, որ ռեակցիայի ջերմէֆեկտի մեծությունը կախված է նաև ռեակցիային մասնակցող նյութերի ագրեգատային վիճակից: Նյութի մի ագրեգատային վիճակից մյուսին անցումը նույնպես ուղեկցվում է էներգիայի փոփոխությամբ:
 
Օրինակ՝
 
2H2(գ) + O2(գ) = 2H2Օ(գ) + 483,6 ԿՋ2H2) + O2(գ) = 2H2Օ(h) + 571,6 կՋ
Աղբյուրները
Լ.Ա. Սահակյան, Ք.Հ. Բդոյան . Քիմիա 8 . Երևան  . 2014