13. Экзотермические и эндотермические химические реакции. Закон термохимии Гесса. Расчеты теплового эффекта химических реакций. Энтальпия. Понятие об изобарно-изотермическом потенциале и энтропии.

Реакции, протекающие с выделением теплоты, называются экзотермическими. Реакции, протекающие с поглощением теплоты, называются эндотермическими.

Закон Гесса (1840 г.): Тепловой эффект реакции зависит только от природы и физического состояния исходных веществ и конечных продуктов, но не зависит от пути перехода.

Следствие из закона Гесса: тепловой эффект химической реакции (ΔНо 298) равен сумме теплот образования продуктов реакции (ΣΔНо прод.,298) за вычетом суммы теплот образования исходных веществ (ΣΔНо исх., 298) с учетом коэффициентов перед формулами этих веществ в уравнении реакции:

Энтальпия (Н) – это термодинамическая функция, определяющая энергию системы при постоянном давлении (сумма внутренней и потенциальной энергий). ΔН = Нкон. – Ннач.

Энтропия S = Q/Т Дж/(моль*К) - мера неупорядсченности системы: возрастает при нагревании, испарении, плавлении, расширении газа, разрыве хим. связей; снижается в процессах упорядочения системы - конденсация, кристаллизация, сжатие.

14. Скорость химических реакций. Факторы, влияющие на скорость реакции. Закон действующих масс. Правило Вант-Гоффа. Константа скорости реакции

Скорость (V) - количество вещества, прореагировавшего или образовавшегося в единицу времени. В качестве меры количества вещества обычно используют его молярную концентрацию (СМ).

V = ΔCМ/Δt моль/(дм3•с)

Скорость химической реакции зависит от природы реагирующих веществ, их концентрации, температуры, присутствия катализаторов.

Закон действующих масс (К.Гулльберг, П. Вааге, 1867): при постоянной температуре скорость химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам в уравнении химической реакции.

aA + bB = cC + dD

V = k [A]a · [B]b, где k – константа скорости реакции; не зависит от концентрации, но зависит от природы реагентов и температуры

П равило Вант-Гоффа: скорость химической реакции возрастает в 2 – 4 раза при повышении температуры на 10^о.

V2 и V1 – скорости реакции при температурах t2 и t1; γ - температурный коэффициент скорости реакции.

15. Обратимые химические реакции. Химическое равновесие, константа химического равновесия. Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье.

Химическим равновесием называется состояние системы реагирующих веществ, при котором скорости прямой и обратной реакции равны. В химических уравнениях реакция, направленная слева направо, называется прямой, а в противоположном направлении - обратной.

16. Электролитическая диссоциация. Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты, примеры. Напишите молекулярное и ионно-молекулярное уравнения реакций взаимодействия гидроксида аммония и хлорида железа (III). Произведение растворимости (ПР). Вычисление растворимости по значению ПР.

Электролитическая диссоциация – это процесс распада веществ на ионы под действием полярных молекул растворителя. Вещества, распадающиеся в растворах или расплавах на ионы и проводящие электрический ток, называются электролитами. Электролитами являются кислоты, основания, соли, т.е. вещества с ионной или полярной ковалентной связью. Согласно теории электролитической диссоциации (С. Аррениус, 1887), при растворении электролита в полярном растворителе, например в воде, происходит его распад на положительно и отрицательно заряженные частицы - ионы. Положительно заряженные ионы называются катионами, отрицательно заряженные - анионами.

Степень диссоциации (α) - отношение числа молекул, распавшихся на ионы (N’), к общему числу молекул (N) в растворе (расплаве): α(%) = 100 N’/N.

Сильные электролиты: AB = A+ + B-

Сильные электролиты α > 30%:

А)Почти все растворимые соли;

Б) Кислоты: НС1, HBr, HI, H2SO4 , HNO3 , HMnO4 , HC1O4 ,

В) Основания LiОН, NaOH, КОН, RbOH, CsOH, Ca(OH)2 , Ва(ОН)2 , Sr(OH)2 , TlOH и некоторые другие.

Слабые электролиты: α < 30%: AB  A+ + B-

HNO2, NH4OH, H3BO3, HCOOH, H2SO3, H₂S, HCN H2CO3, CH3COOH, H3PO4, HF, HCIO

3NH4OH + FeCl3 → 3NH4Cl + Fe(OH)3(↓)

3NH4+ +3OH- + Fe3+ + 3Cl- = 3NH4+ + 3Cl- + Fe(OH)3

П Р= 6,3*10^-38