化学熱力学とは何ですか？
化学エネルギーは、原子と分子の相互作用から発生します。 一般に、化学反応と呼ばれる電子と陽子の再配列があり、電荷を生成します。 エネルギー保存の法則は、エネルギーは変換または変換できますが、破壊されることはないと規定しています。 したがって、システム内のエネルギーを減少させる化学反応は、通常は熱または光として、環境に失われるエネルギーに寄与します。 あるいは、システム内のエネルギーを増加させる化学反応は、環境からこの追加のエネルギーを奪うことになります。
有機反応
生物学的生命は化学エネルギーに依存しています。 生物学的化学エネルギーの2つの最も一般的な源は、植物の光合成と動物の呼吸です。 光合成では、植物はクロロフィルと呼ばれる特殊な色素を使用して、水を水素と酸素に分離します。 次に、水素は環境からの炭素と結合して、植物がエネルギーとして使用できる炭水化物分子を生成します。 細胞呼吸は逆のプロセスであり、酸素を使用して、グルコースなどの炭水化物分子を酸化または燃焼させて、個々の細胞が使用できるATPと呼ばれるエネルギー運搬分子にします。
無機反応
一見わかりにくいかもしれませんが、ガスエンジンなどで発生する燃焼は、 酸素を使用します 燃料を燃やし、クランクシャフトに動力を供給するために空中で。 ガソリンは、有機化合物に由来する化石燃料です。 しかし、もちろん、すべての化学エネルギーが生物学的であるわけではありません。 分子の化学結合の変化には、化学エネルギーの伝達が含まれます。 マッチ棒の端でのリンの燃焼は、化学エネルギーを生成する化学反応です。 プロセスを開始するために打撃からの熱と継続するために空気からの酸素を使用する光と熱の形 燃焼。 活性化されたグロースティックによって生成される化学エネルギーは、ほとんどが軽く、熱はほとんどありません。
反応率
無機化学反応は、目的の生成物を合成したり、望ましくない生成物を減らしたりするためにも頻繁に使用されます。 化学エネルギーを生成する化学反応の範囲は非常に広大で、単純な再編成から さまざまなpHの複数の化合物との複雑な相互作用に対する単一分子または2つの分子の単純な組み合わせ レベル。 化学反応の速度は、一般に、反応物材料の濃度、それらの反応物間で利用可能な表面積、システムの温度および圧力に依存します。 与えられた反応は、これらの変数が与えられた場合に一定の速度を持ち、これらの要因を操作するエンジニアによって制御できます。
触媒
場合によっては、反応を開始したり、かなりの速度の反応を引き起こしたりするために、触媒の存在が必要になります。 触媒自体は反応で変化しないため、何度でも使用できます。 一般的な例は、自動車の排気システムの触媒コンバーターです。 白金族金属やその他の触媒の存在は、有害物質をより良性のものに減らします。 触媒コンバーターの典型的な反応は、窒素酸化物の窒素と酸素への還元です。 一酸化炭素の二酸化炭素への酸化、および未燃炭化水素の二酸化炭素への酸化および 水。