Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Расписание дежурств.docx
Скачиваний:
34
Добавлен:
17.03.2015
Размер:
107.53 Кб
Скачать

7. Энергетические эффекты химических реакций. Энтальпия. Закон Гесса. Следствия из закона Гесса. Расчет теплового эффекта химической реакции.

Энтальпия(теплота) образования(H). Тепловой эффект образования 1 моль вещества из простых веществ, устойчивых при 298Ки давлении 100кПа. Энтальпия простых веществ при н.у. принята равной нулю.

Закон Гесса. Тепловой эффект реакции зависит от природы и состояния исходных вещест и конечных продуктов, но не зависит от пути реакции, т.е. от числа и характера промежуточных стадий.

Энтальпия химической реакции равна сумме энтальпий образования продуктов реакции за вычетом суммы энтальпий образования исходных веществ с учётом стехиометрических коэффициентов.

Т.к. энтальпия реакции возникает вследствие разрушения одних связей и образования других, то по известным значениям энергий, можно определить энтальпию, и наоборот. Q=[Cc+(mCв)] T

Cc — теплоёмкость сосуда калориметра.

Cв — удельная теплоёмкость реагирующей смеси и или воды

m — масса реагирующей смеси или воды.

Тепловой эффект химической реакции. Изменение энергии системы при протекании в ней химической реакции при условии, что система не совершает никакой другой работы, кроме работы рас ширения, называется тепловым эффектом химической реакции. При постоянном давлении — это DH — энтальпия реакции. В стандартных условиях DH0.

Экзо-, эндотермические реакции.

Экзотермическими реакциями называют такие реакции, при которых происходит выделение теплоты. DH < 0.

Эндотермическими реакциями называют такие реакции, при которых происходит поглощение теплоты. DH >0.

8. Энтропия. Энергия Гиббса. Термохимические расчеты.

Энтропия. Мера неупорядоченности состояния системы. W — число микросостояний системы, термодинамическая вероятность. S = RlnW. В отличии от других термодинамических функций, можно определить не только изменение, но и абсолютное значение. При абсолютном нуле энтропия идеального кристалла равна нулю(третий закон термодинамики). Энтропия растёт по мере повышения температуры.

Второй закон термодинамики для изолированных систем. В изолированных системах самопроизвольно идут только такие процессы, которые сопровождаются увеличением энтропии.

Энергия Гиббса. — критерий самопроизвольного протекания реакции.(для изобарно-изотермических процессов).

G = H - TS

G = Gкон - Gнач

G = - RTlnKравн

G = -zFE

G = S,  - удельная поверхностная энергия.

Если G<0 то реакция может протекать самопроизвольно.

9. Химическая кинетика и равновесие. Скорость химических реакций. Закон действия масс. Влияние температуры (закон Вант-Гоффа).

Химическая кинетика- учение о скорости хим. реакций и её зависимости от различных факторов.

Скоростью химической реакции называется количество вещества, вступающего в реакцию или образующегося в результате реакции за единицу времени в единице объёма (для гомогенных реакций) или на единице поверхности раздела фаз (для гетерогенных

реакций) ,

Скорость химической реакции зависит от следующих факторов: природы и концентрации реагирующих веществ; температуры реакционной системы; наличия катализатора; давления, величины поверхности раздела фаз и скорости перемешивания системы (для гетерогенных реакций); типа растворителя.

Влияние концентрации реагентов. Скорость реакции пропорциональна числу соударений молекул реагирующих веществ. Число соударений, в свою очередь, тем больше, чем выше концентрация каждого из исходных веществ.

Общую формулировку влияния концентрации на скорость химической реакции даёт закон действия масс (1867 г., Гульдберг, Вааге, Бекетов).

При постоянной температуре скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях их уравнительных (стехиометрических) коэффициентов.

Для реакции аА + вВ = сС V = K[A]а[B]в,

где К – коэффициент пропорциональности или константа скорости;

[ ]  концентрация реагента в моль/л.

Влияние температуры на скорость реакции. С ростом температуры увеличивается частота столкновения реагирующих молекул, а следовательно, увеличивается скорость реакции.

Количественно влияние температуры на скорость гомогенных реакций может быть выражено правилом Вант-Гоффа.

В соответствии с правилом Вант-Гоффа при повышении (понижении) температуры на 10 градусов скорость химической реакции увеличивается (уменьшается) в 2-4 раза: или,гдеV(t2) и V(t1) – скорости химической реакции при соответствующих температурах; τ(t2) и τ(t1) – продолжительность химической реакции при соответствующих температурах; γтемпературный коэффициент Вант-Гоффа, который может принимать числовое значение в интервале 2-4.

Катализом называют процесс изменения скорости реакции под действием катализаторов. Катализатор – это вещество, которое изменяет скорость реакции, но не расходуется в результате реакции. Отрицательные катализаторы замедляют реакцию, связывая промежуточные молекулы. Их часто называют ингибиторами.