I и II законы термодинамики. Расчет тепловых эффектов химических реакций.

Формулировка I закона т/д: энергия не создается и не уничтожается, а лишь переходит из одной формы в другую в эквивалентном соотношении.

Формулировка II закона т/д: в изолированной системе самопроизвольно протекают те процессы, которые сопровождаются возрастанием энтропии.

Общий закон термодинамики: в любой изолированной системе полная энергия остается постоянной, а энтропия возрастает.

Тепловой эффект химической реакции – изменение энергии системы при протекании в ней химической реакции при условии, что система не совершает никакой другой работы, кроме работы расширения.

Термохимия – раздел химии, изучающий тепловые эффекты химических реакций.

Термохимическое уравнение – уравнение химической реакции, учитывающее фазовое состояние всех веществ системы и тепловой эффект химической реакции (ΔH).

Энтальпия (теплота) образования – тепловой эффект образования 1 моль сложного вещества из простых веществ, устойчивых при 298 К и давлении 100 кПа. ΔH_обр. [кДж/моль]

Теплота разложения – количество теплоты, выделяющееся или поглощающееся при разложении 1 моль сложного вещества на простые. ΔH_раз

Теплота сгорания – количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании 1 моль вещества. ΔH_сг

Расчет тепловых эффектов химических реакций: тепловой эффект химической реакции равен сумме энтальпий образования продуктов реакции за вычетом суммы энтальпий образования исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов.

bB + dD = lL + mM ΔH=l ΔH_L + m ΔH_M - d ΔH_D – bΔH_B

Энтропия – мера беспорядка в системе. S=Q/T S=[Дж/моль*К]

Активность и ионная сила растворов. Связь между коэффициентом активности и ионной силой раствора.

Активность компонентов раствора — эффективная (кажущаяся) концентрация компонентов с учётом различных взаимодействий между ними в растворе. a=f*c

Ионная сила раствора — мера интенсивности электрического поля, создаваемого ионами в растворе. μ= ∑C_i*Z_i²

При μ≤0,01 f рассчитывают по уравнению Дебая-Хюккеля: lgf=-0,509Z²

При высоких ионных силах f рассчитывается по формуле Дэвиса:

lgf=Z²[0,2 μ - ]

Водородная связь.

Химическая связь, образованная положительно поляризованным водородом молекулы А – Н и электроотрицательным атомом В или той же молекулы, называется водородной связью. Если в.с. образуется между разными молекулами, она называется межмолекулярной. Если связь образуется между двумя группами одной и той же молекулы, то она называется внутримолекулярной.

Газовые электроды. Уравнение Нернста для расчета потенциалов газовых электродов.

Газовые электроды состоят из проводника 1-го рода, контактирующего одновременно с газом и раствором, содержащим ионы этого газа. Проводник 1-го рода служит для подвода и отвода электронов и, кроме того, является катализатором электродной реакции (ускоряет установление равновесия на электроде). Проводник 1-го рода не должен посылать в раствор собственные ионы. Лучше всего удовлетворяют этому условию платина и платиновые металлы, поэтому они чаще всего используются при создании газовых электродов. Так как в равновесных электродных реакциях газовых электродов участвуют газообразные компоненты, то электродные потенциалы этих электродов зависят от парциальных давлений газов. Это можно показать на примерах водородного и кислородного электродов. Равновесие на водородном электроде выражается уравнением 2Н⁺+3е↔Н₂. Уравнение для расчетов потенциалов водородного электрода можно вывести так же, как было введено уравнение для расчета потенциала металлического электрода. Оно имеет вид: = или для 298 К lg