Вопрос 19 Экзо- и эндотермические реакции. Закон Гесса.

Экзотермическая реакция — химическая реакция, сопровождающаяся выделением теплоты. Противоположна эндотермической реакции.Эндотерми́ческиереа́кции — химические реакции, сопровождающиеся поглощением теплоты. Для эндотермических реакций изменение энтальпии и внутренней энергии имеют положительные значения, таким образом, продукты реакции содержат больше энергии, чем исходные компоненты.

К эндотермическим реакциям относятся:реакции восстановления металлов из оксидов,электролиза (поглощается электрическая энергия),электролитической диссоциации (например, растворение солей в воде),ионизации,Закон Гесса —Тепловой эффект химической реакции, проводимой в изобарно-изотермических или изохорно-изотермических условиях, зависит только от вида и состояния исходных веществ и продуктов реакции и не зависит от пути её протекания. Закон открыт русским химиком Г. И. Гессом в 1840 г.; он является частным случаем первого начала термодинамики применительно к химическим реакциям. Практическое значение закона Гесса состоит в том, что он позволяет рассчитывать тепловые эффекты самых разнообразных химических процессов; для этого обычно используют ряд следствий из него.Следствия из закона Гесса: Тепловой эффект прямой реакции равен по величине и противоположен по знаку тепловому эффекту обратной реакции (закон Лавуазье —Лапласа).

21Вопрос . Энергия Гиббса. Определение направления протекания реакций в изобарно-изотермических условиях.

В качестве критерия самопроизвольности процессов в открытых и закрытых системах вводится новая функция состояния - энергия Гиббса. Энергия Гиббса связана с энтальпией Н и энтропией S соотношением:G = H – TS. ΔG⁰ = -2,303RT*lgK где R - газовая постоянная; Т - температура, К; К - константа равновесия. Уравнение позволяет вычислять константу равновесия, зная ΔG⁰ и наоборот. Оно справедливо для любых температур, но чаще применяется для стандартной. Экспериментально определенные энергии Гиббса ΔG⁰ различных веществ сведены в таблицы и используются в расчетах. Самопроизвольное протекание изобарно-изотермического процесса определяется двумя факторами: энтальпийным, связанным с уменьшением энтальпии системы (ΔH), и энтропийным, обусловленным увеличением беспорядка в системе вследствие роста ее энтропии. Разность этих термодинамических факторов является функцией состояния системы, называемой изобарно-изотермическим потенциалом или свободной энергией Гиббса (G, кДж). В химических процессах одновременно действуют два противоположных фактора — энтропийный (TΔS) и энтальпийный (ΔH). Суммарный эффект этих противоположных факторов в процессах, протекающих при постоянном давлении и температуре, определяет изменение энергии Гиббса (G): ΔG=ΔH-TΔS Из этого выражения следует, что ΔH=ΔG+TΔS, то есть некоторое количество теплоты расходуется на увеличение энтропии (TΔS), эта часть энергии рассеивается в окружающую среду в виде тепла, её часто называют связанной энергией. Другая часть теплоты ΔG может быть использована для совершения работы, поэтому энергию Гиббса часто называют также свободной энергией. Характер изменения энергии Гиббса позволяет судить о принципиальной возможности осуществления процесса. При ΔG<0 процесс может протекать, при ΔG>0 процесс протекать не может (иными словами, если энергия Гиббса в исходном состоянии системы больше, чем в конечном, то процесс принципиально может протекать, если наоборот — то не может). Если же ΔG=0, то система находится в состоянии химического равновесия. Таким образом, ΔG<0 — самопроизвольно протекает в прямом направлении; ΔG=0 — реакция находится в со­стоянии равновесия; ΔG>0 — самопроизвольно протекает в обратном направлении.

Вопрос 22.Химическая кинетика-это раздел химии, изучающий скорость реакции. Скорость химической реакции основная величина хим. кинетики. Это изменение кол-ва реагирующего в-ва в единицу времени. Для гомогенных реакций –это будет объем, для гетерогенных –площадь соприкосновения. V=±(C2-C1)/ (τ2-τ1), если С- это концентрация исходного в-ва то перед дробью -, если С- концентрация продукта, то перед дробью +. Закон действующих масс в кинетической форме (основное уравнение кинетики) гласит, что скорость химической реакции пропорциональна произведению концентрацийреагентов в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции V=k(A)^m*(B)^n концентрации в-в моль/л, m и n- это коэффициенты ;k-константа скорости реакции зависит от t. Если концентрации в-в 1моль/л, тогда V=k. Правило Вант- Гоффа: при повышении t на каждые 10° скорость повышается в 2-4 раза(геометрическая прогрессия) V2=V1*j*(T2-T1)/10, V2- скорость при Т2, V1- при Т1, j-температурный коэффициент вантгофа, j=(k2/k1)^(10/T2-T1), k2-константа скорости при Т2.

24 вопрос Смещение химического равновесия. Принцип ЛеШателье.Потребность смещения химического равновесия в сторону прямой реакции возникает для наиболее полного превращения исходных веществ в продукт реакции.Для этого меняют условия протекания реакции ( температура, давление, концентрация) при этом система переходит из одного состояния равновесия в другое.ПравиоЛе-Шателье-Брауна: Если на реакцию состояния равновесия произвести воздействие (изменить t, p, +k) то увеличится скорость той реакции, протекание которой ослабит это воздействие. влияние t : реакция становится экзо или эндо термичиской. При повышении температуры химическое равновесие смещается в направлении эндотермической реакции, при понижении температуры - в направлении экзотермической реакции.Влияние p : (для газов, обратимые) При повышении давления равновесие сдвигается в направлении образования веществ (исходных или продуктов) с меньшим объемом;при понижении давления равновесие сдвигается в направлении образования веществ с большим объемом. Влияние k : с повышением концентрации любого вещества увеличивается скорость его расходования, с уменьшением концентрации вещества увеличивается скорость его образования.