探究化学反应的热动力学方程及其应用

【摘 要】现阶段的加工、生产任务，已经完全告别了传统的生产模式，很多工作中都融合了不同学科的研究成果，并且随着研究的不断深入，生产、加工的水平获得了持续的提升。化学反应的热动力学方程，是化学领域中的重点研究对象，在很多方面均表现出了较大的积极作用。通过将热动力学方程应用到实际的工作中，提高了分析的深度，对材料的把握和技术的掌控，都有很大的提升。今后，应进一步加强对化学反应热动力学方程的相关研究，并将研究成果，广泛的应用到工作当中，创造出更大的经济效益和社会效益。

【关键词】化学；热动力学；方程；应用

化学中的热动力学研究时间较长，并且在很多方面均表现出了较大的积极意义和较高的科研水平。从这一科学的本身来分析，热动力学之所以能够引起科学界的广泛重视，主要是因为，热动力学的研究，是到目前为止，唯一通过一个实验方法同时得到热力学、动力学双重信息的方法，不仅权威性较高，同时在实际的方程研究方面，拥有广阔的空间和较强的拓展性，未来拥有很大的潜力等待开发。在此，本文主要对化学反应的热动力学方程及其应用进行讨论。

一、化学反应的热动力学方程

对于化学反应而言，其内容的广阔性是毋庸置疑的，但在研究过程中，我们不可能对所有的化学反应都进行深入的研究，而是要从一个比较重点且具有多项联系的领域开始，逐步的拓展，以此来获得更健全的体系和更多的方法。化学反应的热动力学方程，在很多方面均表现出了较强的可研究性，通过对热动力学方程进行研究，可获得较多的重要成果。

1.动态热化学

从化学的角度来分析，自然界当中的很多变化，都是以热效应的形式来表现出来的。我们在以往的研究中，投入了大量的时间和精力在“静态”热化学研究当中，但获得的成果具有很大的局限性，对实际工作的帮助并不是特别大。为此，在研究的过程中，应在“动态热化学”方面进行深入的研究。从客观的角度来分析，动态热化学在研究过程中，由于材料学、电子学、计算机技术等各个领域均得到了突破的进展，因此关于动态热化学的研究，可直接应用这些领域的研究成果，省去了很多的时间与精力。同时，在研究的过程中，得到了热量计某一变化过程热功率随时间变化的具体关系结论，也就是热焓发生函数。通过该函数的研究和分析，能够进一步的了解在变化过程中，关于动力学的信息内容。

2.热动力学曲线

在研究的过程中，对于一个化学反应而言，如果将条件设定在等温等压的情况下，那么热焓变化在实际的大小比例中，主要是与反应速度表现出正比的关系。另一方面，在长期的探究中，发现热焓变化过程中，其时间变率方面，主要是与反应速率，表现出反比的关系。化学反应的热动力学方程包含内容比较多，热动力学曲线是其中的重要组成部分。深入研究发现，如果我们能够连续的、准确记录下一个变化过程的量热曲线，那么就可以为该量热曲线，提供比较充分的热力学信息、动力学信息，对于后续研究而言，总体上的积极意义较大。通过对型号为RD496-III热导式微量计的研究，得到放热热 谱曲线。对曲线进行研究后发现，在该变化的过程当中，总热效应就是曲线下的具体积分面积：。在该式中，dHt/dt主要表示的热焓变率，并且与时间具有非常密切的关系，在研究当中，又被称之为热动力学曲线。

二、化学反应热动力学方程的应用

通过对化学反应热动力学方程进行研究后，获得了很多的积极成果，并且在客观上和主观上，减少了很多的错误猜想和偏差的研究方式。将化学反应的热动力学方程进行应用，无论是对于理论研究还是体系的健全，亦或是具体的工作而言，都具有较大的积极意义。

1.Zn（Leu）CL2溶解焓的测定

在化学反应的热动力学方程应用中，对Zn（Leu）CL2溶解焓进行测定，是该方程的重要通途之一，并且在实际的研究中，取得了非常理想的成绩。目前，Zn（Leu）CL2固态配合物在水中的溶解方程式，如下所示：

在实际的操作中，我们首先称取准确数量的Zn（Leu）CL2，并且将其放入到加样装置中。之后，要移取一定数量的离子水，基本上移取的数量为8.00ml，将离子水放入到反应池当中。接下来，设定好离子水与样品的物质量比例，基本上徘徊在3599～39071之间，将该条件，视为无限的稀释条件。最后，装入到炉体当中，等待热平衡，在热平衡后进行测试，以此来获得相应的热动力学曲线，该溶解反应主要隶属于放热反应。由此可见，利用化学反应的热动力学方程，可更好的完成Zn（Leu）CL2溶解焓的测定，且操作简单，得到的结果相对精确。

2.氯化锌与牛磺酸液——液反应的热动力学研究

将化学反应的热动力学方程进行应用，还突出表现在氯化锌与牛磺酸液——液反应的热动力学的研究当中。该方面的研究，对各种试剂的生产和液体方面的产品，均具有较大的影响。通过不断的讨论与研究，氯化锌与牛磺酸液——液反应的热动力学的方程式，具体如下所示：

Zn2+（aq）+2C2H7O3NS→Zn（C2H7O3NS）22+（aq）

在具体的操作当中，实验装置的安装，主要是按照标准流程进行安装。同时，在溶液的配比方面，锌盐与牛磺酸，均采用浓度为0.1000mol·L-1的水溶液作为研究溶液。另外，锌盐与牛磺酸在物质的量比方面，具体比例为1∶2，以此来确保反应的充分性。经过反应操作后，发现氯化锌与牛磺酸液——液反应的热动力学的反应，可划分到一级反应的类别当中。在反应过程中，基本上会随着温度的持续升高，反应的速率也会表现出增大的趋势，表现出正比的关系。在反应活化能的研究当中，发现氯化锌与牛磺酸液——液反应的热动力学，其反应活化焓并不是很大，但是在活化熵方面，却是比较高的。由此证明，氯化锌与牛磺酸液——液反应的热动力学的反应比较容易进行。

三、总结

本文对化学反应的热动力学方程以及实际的应用进行讨论，从客观的工作来分析，化学反应的热动力学方程，包括的内容较多，能够对多方面的研究，产生较强的促进作用，并且在很多方面均表现出了较大的积极意义。今后，应对化学反应的热动力学方程进行深入的研究，促进各个相关领域的全面进步，创造出更大的价值。

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作者简介：

罗金星（1962.12～ ），男，布依族，贵州安顺人，大学学历，讲师，研究方向为化学。