Вопросы к семинару

1. Определение термохимии. Экзо - и эндотермические процессы. Почему химические и фазовые превращения сопровождаются выделением или поглощением тепла? Единицы измерения теплоты.

2. Из каких тепловых эффектов складывается растворения соли? Что такое теплота гидратации? Как влияет на ее величину заряд и радиус иона?

3. Почему идет растворение при ? Влияние Т на растворение. В случае какой соли (и почему?) теплота растворения больше: сульфата меди (CuSO₄) или медного купороса ( ).

4. Что такое теплота разведения? От чего зависит ее величина?

5. Как измеряется на практике процесса? Устройство калориметра.

6. Как определить изменение температуры раствора в результате химического взаимодействия с поправкой на теплообмен с окружающей средой?

7. Тепловое значение калориметра? Какие способы его оценки существуют?

8. Расположить реакции в порядке роста их теплового эффекта:

а) , б) ,

в) , г) .

9. Рассчитать теплоту диссоциации одноосновной кислоты, если нейтрализации ее раствором КОН составляет –53,1 кДж/моль.

Химическое равновесие

Рассматривая любой химический процесс, например:

,

необходимо учитывать его обратимость, т.е. протекание в двух направлениях: прямом, когда реагенты (С и Н₂О) образуют продукты (СО и Н₂) и в обратном, когда взаимодействие продуктов дает исходные вещества. Хотя известны процессы, протекающие только в одном направлении (необратимо), все же большинство их обратимы (т.е. ни одно из реагирующих соединений не расходуется полностью [8]).

Со временем обратимая реакция достигает состояния химического равновесия, характеризующегося неизменностью во времени концентраций всех веществ. (Однако следует помнить, что химическое равновесие является динамическим, т.е. при этом протекают и прямой, и обратный процессы, но, сколько соединения расходуется по первому, столько же его возникает по второму.)

Состояние химического равновесия характеризуется термодинамической константой. Для реакции (1), ее выражение:

,

где , и – равновесные активности. Напомним, что активности веществ – это их эффективные концентрации, которые рассчитываются по формуле: , где С – молярная концентрация соединения, а – коэффициент его активности. Кроме того, для чистых жидкостей и твердых веществ (в нашем примере – графит) при данной Т активности являются постоянными величинами и потому входят в значение а в выражение константы вместо них ставят единицу [8].

На практике удобнее пользоваться концентрационной константой равновесия ( ). Для рассмотренной реакции , где квадратными скобками обозначают равновесные молярные концентрации соединений. Отметим, что если , то лишь приблизительно равно .

При изменении (под внешним воздействием) параметров системы: Т, р или С веществ, – равновесие нарушается и устанавливается новое (при других значениях концентрации соединений), т.е. имеет место сдвиг химического равновесия .

Направление, в котором происходит этот сдвиг, определяется принципом Ле Шателье: изменение температуры, давления или концентрации в системе, произошедшее под внешним воздействием, вызывает смещение равновесия в направлении реакции (прямой или обратной), ослабляющей произведенное изменение .