1.Тема занятия: Элементы химической термодинамики. Определение энтальпии растворения соли

2.Мотивация изучения темы: термохимические исследования позволяют раскрыть возможности для решения теоретических и практических проблем в

• нормальной физиологии: оценка уровня основного обмена в живых организмах, изучение энергетики мышечного сокращения;

• биохимии: оценка энергетики биохимических процессов, изучение конформационных переходов белков и нуклеиновых кислот;

• микробиологии, вирусологии: идентификация и оценка цитоксичности растущих микроорганизмов по теплопродукции;

• гигиене с основами диетологии: составление энергоменю для различных групп населения.

3.Цели занятия:

3.1.Общая цель: изучение темы направлено на формирование компетенций ОПК – 5, ПК - 5 по ФГОС специальности.

3.2.Конкретные цели и задачи.

После изучения темы студент должен:

«знать» - преимущества и ограничения термодинамики, формулировки и математические выражения I – ого начала термодинамики, закона Гесса и его следствий. Знать способы определения энтальпии реакций;

«уметь» - решать типовые и ситуационные задачи, опираясь на теоретические положения. Ориентироваться в справочных данных. Представлять данные эксперимента в виде графиков и обсчитывать их. Делать выводы с учётом достоверности полученного результата;

«владеть» - навыками экспериментального определения тепловых эффектов: собрать установку, пользоваться физическим и химическим оборудованием, измерять термодинамические переменные и функции. Навыками использования обучающей программы «Measure» в химическом эксперименте и навыками безопасной работы в химической лаборатории.

4.Вопросы, изученные на предшествующих дисциплинах и необходимые для освоения темы.

1. Тепловые эффекты химических реакций.

2. Классификация химических реакций по тепловому эффекту.

3. Термохимические уравнения химических реакций.

4. Формулировки I – ого начала термодинамики.

Знания получены при изучении курса химии и физики общеобразовательных учебных заведений.

5.Задания для самостоятельной подготовки к практическому занятию.

5.1. Перечень контрольных вопросов для самоконтроля знаний.

1. Преимущества и ограничения термодинамики.

2. Термодинамические переменные и термодинамические функции состояния.

3. Первое начало термодинамики.

4. Энтальпия. Стандартная энтальпия.

5. Способы вычисления энтальпии реакции:

• закон Гесса,

• следствия из закона Гесса.

6.Калориметрическое определение энтальпии процессов растворения,

нейтрализации и др.

5.2.Задания для СРС во внеучебное время.

Опираясь на теоретические положения, решить задачи:

Задача № 1

Вычислить стандартную энтальпию реакции

S_(T)+O_2(г)↔SO_2(г), используя данные:

2S_(T)+3O_2(г),↔ 2SO_3(г) ΔΗ⁰= -790 кДж/моль

2SО_{2 (г)}+O_2(г),↔ 2SO_3(г) ΔΗ⁰= -196 кДж/моль

Ответ: ΔΗ⁰= -297 кДж/моль

Задача на закон Гесса.

Задача № 2

Вычислить стандартную энтальпию хемосинтеза, протекающего в автотропных бактериях, по стадиям и суммарно:

а) 2Н₂S_(г)+О_2(г)→2Н₂О_(ж)+2S_(т)

б) 2S_(т)+3О_2(г)+2Н₂О _(ж)→2H₂SO_4(ж)

в) 2Н₂S_(г)+4О_2(г)→2Н₂SО_4(ж)

Ответ: ΔΗ⁰_(а)= -523 кДж/моль

ΔΗ⁰_(б)= -1056 кДж/моль

ΔΗ⁰_(в)= -1588 кДж/моль

Задача на 1 – ое следствие из закона Гесса.

Задача № 3

Вычислить стандартную энтальпию реакции

2С₂Н₅ОН_(ж)→ С₂Н₅ – О - С₂Н_5(ж)+Н₂О_(ж), используя значения

ΔΗ⁰ сгорания веществ.

Ответ: ΔΗ⁰= -9кДж/моль

Задача на 2 – ое следствие из закона Гесса.

Задача № 4 (расчётно - графическая работа)

На основании экспериментальных данных определите тепловой эффект растворения 4,28 г NН₄Cl в 800 мл воды, если для нагрева системы было затрачено 60 кДж/моль.

5.3.Задания для самоконтроля подготовки к практическому занятию.

Вариант теста № 1

Функцией состояния является:

а) давление

б) энтальпия

в) температура.

Вариант теста № 2

Стандартная энтальпия реакции С₆Н₁₂О₆ →2С₂Н₅ОН+2СО₂

составляет - 74 кДж/моль, на основании этого можно сделать вывод:

а) скорость реакции велика

б) скорость реакции мала

в) скорость реакции определить нельзя.

Вариант теста № 3

Реакция С₆Н₁₂О₆ →2С₂Н₅ОН+2СО₂ относится к экзотермическим. Реакция протекает:

а) только в прямом направлении

б) реакция обратима

в) направление реакции определить нельзя.