Задача 3

Чи може в стандартних умовах самовільно протікати в прямому напрямку наступна реакція: 2Н₂ + О₂ = 2Н₂О. Як впливає температура на напрямок протікання реакції?

Розв’язок.

Для встановлення самовільного чи несамовільного протікання процесу використаєм залежність G= H-T S. Використовуючи дані ”Довідника з хімії” розрахуємо H і S реакції:

Hр = ∑ Hпрод. - ∑ Нвих.реч = 2 H (Н₂О) – (2 H (Н₂) + H (О₂)) = 2*(-285,84) = = -571,68 кДж/моль

Sр = ∑ Sпрод. - ∑ Sвих.реч = 2 S (Н₂О) – (2 S (Н₂) + S (О₂)) = 69,96*2 – (2*130,6 + 205,03) = 657,47 Дж/моль*К

Звідки G= H-T S = -571,68 – 298*657,47*10^-3 = -767,6 кДж/моль.

Так як G<0, то це значить що реакція може самовільно протікати, причому з виділенням великої кількості теплоти. При збільшенні температури G буде мати ще менше значення, а отже температура на напрямок реакції не впливає.

Задача 4

Для забезпечення нормальної діяльності студента необхідно затратити 12500 – 15000 кДж (3000 – 3600 ккал) енергії. Розрахувати в якій кількості хліба, цукру,масла міститься необхідна кількість енергії.

Розв’язок.

Із таблиці хімічного складу і калорійності харчових продуктів знаходимо, що калорійність пшеничного хліба складає – 10670 кДж/кг, а отже для одержання 12500 кДж енергії необхідно:

калорійність цукру – 17150 кДж/кг, а значить

калорійність масла вершкового – 32470 кДж/кг, а значить

отже, для забезпечення нормальної діяльності студента необхідна енергія міститься в:

1,172 – 1,406 кг хліба

0,729 – 0,875 кг цукру

0,385 – 0,462 кг масла

ЗАНЯТТЯ №11

Тема: основи хімічної термодинаміки та біоенергетики.

Актуальність теми: Хімічна термодинаміка вивчає перетворення різних видів енергії при хімічних реакціях, процесах розчинення, випаровування, кристалізації та ін. Знання законів хімічної термодинаміки дає змогу передбачити можливість протікання даної реакції при певних умовах, знайти ступінь перетворення, вихід кінцевого продукту, тепловий ефект та ін. Закони термодинаміки стосуються і тих процесів, що протікають у живих організмах. Вони дають змогу глибше зрозуміти і пояснити ці процеси, оцінити можливість їх протікання.

Навчальні цілі:

Знати: основні поняття термодинаміки, види енергії, закони термодинаміки, взаємозв’язок і перетворення видів енергії.

Вміти:.визначати ентальпію процесів розчинення солей, утворення кристалогідратів і нейтралізації між кислотними і основними компонентами, розрахувати значення ентальпії, ентропії та енергії Гіббса за довідниками даними і пронозувати можливість чи неможливість самовільного протікання реакцій.

Самостійна позааудиторна робота студентів.

1. Хімічна термодинаміка як теоретична основа біоенергетики.

2. Основні поняття термодинаміки: системи, параметри стану і функції стану системи.

3. Внутрішня енергія і ентальпія.

4. Перший закон термодинаміки.

5. Закон Гесса і термохімічні рівняння.

6. Стандартні теплоти утворення хімічних сполук.

7. Термохімічні розрахунки і їх використання для енергетичної характеристики біохімічних процесів.

8. Другий закон термодинаміки.

9. Ентропія – міра впорядкованості енергії.

10. Рівняння Гіббса і його значення.

11. Критерії і напрям самовільних хімічних процесів.

12. Стандартні термодинамічні величини деяких продуктів харчування і кінцевих продуктів метаболізму.

13. Підготувати вихідні дані для оформлення протоколу лабораторної роботи.