Заняття №1

Тема: Хімічна термодинаміка. Калориметрія. Визначення теплового ефекту реакції нейтралізації.

Актуальність: Оволодіння основами фізичної хімії дає необхідну теоретичну та практичну базу для підготовки спеціалістів широкого профілю. Розрахунки енергетичного і, зокрема, теплового балансу широко використовують у заводській технології ліків. В даному випадку важливою є інформація про теплові ефекти різних процесів, їх температурна залежність. З допомогою розрахунків, що ґрунтуються на першому законі термодинаміки, можна визначити величини, які не піддаються прямому вимірюванню.

Навчальні цілі:

Знати:

• визначення предмету фізичної хімії, об’єктів фізико-хімічних досліджень;

• основні етапи становлення та розвитку фізичної хімії;

• правила роботи в лабораторії фізичної хімії;

• основні термодинамічні поняття;

• формулювання та математичний вираз першого закону термодинаміки;

• визначення та фізичний зміст ентальпії, внутрішньої енергії;

• закон Гесса та висновки з нього;

• рівняння Кірхгофа, визначення поняття "теплоємність" при постійному тиску та об’ємі;

• методики визначення теплових ефектів процесів розчинення, гідратації та нейтралізації.

Вміти:

• кваліфіковано працювати з реактивами та хімічним посудом;

• у разі необхідності правильно надати першу допомогу;

• на основі експериментальних даних визначити теплові ефекти реакції;

• будувати графіки та проводити графічну обробку експериментальних залежностей;

• зробити необхідні висновки, порівнюючи розраховані величини з табличними;

• розрахувати відносну похибку при визначенні термодинамічних величин.

Завдання для самостійної позааудиторної роботи

І. Засвоїти основний матеріал навчальної програми

1. Предмет фізичної хімії. Значення фізичної хімії для фармації та медицини.

2. Техніка безпеки при роботі з хімічними реактивами та посудом. Правила роботи в лабораторії фізичної хімії.

3. Основні етапи розвитку фізичної хімії. Основні розділи фізичної хімії. Об’єкти та методи фізико-хімічних досліджень.

4. Хімічна термодинаміка. Основні поняття і визначення. Розрахунок роботи термодинамічних процесів.

5. Формулювання та математичний вираз першого закону термодинаміки. Застосування першого закону термодинаміки до різних процесів. Функції стану термодинамічної системи. Внутрішня енергія та ентальпія системи. Теплота і робота.

6. Термохімія. Тепловий ефект хімічної реакції. Закон Гесса та його частинні випадки. Теплоти розчинення та нейтралізації. Теплоти утворення та згоряння сполук. Стандартні умови.

7. Залежність теплового ефекту реакції від температури. Рівняння Кірхгофа. Молярна теплоємність при постійному тиску та температурі. Адитивний характер теплоємності. Розрахунок теплових ефектів фізико-хімічних процесів.

8. Метод калориметрії. Суть методу та його використання для експериментального визначення теплових ефектів.

Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання

1. Що розуміють під терміном "термодинамічна функція стану"? Доведіть, що внутрішня енергія системи є термодинамічною функцією стану.

2. У чому полягає спільна властивість теплоти і роботи?

3. Запишіть математичний вираз першого закону термодинаміки.

4. У якому із процесів розширення ідеального газу виконується найбільша робота: ізотермічному, ізобарному чи адіабатному?

5. Доведіть, що значення теплового ефекту для реакції утворення сульфур (IV) оксиду із газоподібного кисню і твердої сірки при сталому тиску і сталому об’ємі однакові.

6. Як залежить тепловий ефект від температури і чим визначається характер цієї залежності?