Химико-термо­динамические расчеты. Основные термодинамические величины, используемые для решения задач

Стандартные термодинамические величины.

Величина изменения энергии Гиббса при реакции зависит от температуры, а также от природы и концен­трации взятых и получающихся веществ. Для удобства сопостав­ления различных реакций принято сравнивать значения ΔG при стандартных условиях, т.е. при одинаковых концентрациях веществ (чистое состояние для индивидуальных веществ); концентрация, равная 1 моль в 1000 г растворителя (для растворов); парциальное давление, равное нормальному атмосферному давле­нию, для газов. Состояние вещества, находящегося в стандартных условиях, называется стандартным состоянием.

Термодинамические величины, характеризующие вещество в его стандартном состоянии, называются стандартными вели­чинами. Изменения термодинамических величин при реакции, в ходе которой исходные вещества в стандартном состоянии превра­щаются в продукты реакции, также находящиеся в стандартном состоянии, называются стандартными изменениями со­ответствующих величин. Стандартные величины и их изменения принято обозначать с помощью знака «о». Например, стандарт­ная энтропия обозначается символом S°, стандартное изменение энтальпии - ΔН°, стандартное изменение энергии Гиббса - ΔG 0 .

Стандартное изменение энергии Гиббса реакции связано с кон­стантой равновесия реакции уравнением:

ΔG 0 = - 2,3RTlgK p (19)

При подстановке значения R= 8,314 Дж/(моль К) величина ΔG 0 выразится формулой ΔG 0 = - 2,3 8,314T lg К = - 19,15 T lg Кр, Дж/моль

ΔG 0 = - 0,01915Т lg Кр, кДж/моль (20)

Это уравнение дает возможность, зная ΔG 0 ,вычислять кон­станту равновесия и, наоборот, по экспериментально найденному значению константы равновесия определять ΔG 0 реакции. Оно справедливо для любой температуры, но чаще применяется для 25°С (298 К); эта температура принимается в качестве стандарт­ной. Температура указывается при этом нижним индексом

ΔG 0 293 = - 0,01915 298 lg К 298 , кДж/моль

Или ΔG 0 293 = - 5,71 lg К 298 (21)

При вычислении стандартных изменений энтальпии и энергии Гиббса реакций обычно используют стандартные энтальпии и энер­гии Гиббса образования веществ. Эти величины представляют со­бой ΔН 0 293 и ΔG 0 293 реакций образования данного вещества из простых при стандартных условиях. При этом, если элемент образует не­сколько простых веществ, то берется наиболее устойчивое из них (при данных условиях). Энтальпия образования и энергия Гиббса образования наиболее устойчивых простых веществ принимаются равными нулю.

Согласно закону Гесса, стандартное изменение энтальпии реак­ции (сокращенно: стандартная энтальпия реакции) равно сумме стандартных энтальпий образования продуктов реакции за вычетом суммы стандартных энтальпий образования исходных веществ. Аналогично стандартное изменение энергии Гиббса реакции (сокращенно: стандартная энергия Гиббса реакции) равно сумме стандартных энергий Гиббса образования продуктов реакции за вычетом суммы стандартных энергий Гиббса образования исход­ных веществ. При этом все суммирования производятся с учетом числа молей участвующих в реакции веществ в соответствии с ее уравнением.


В этом и в некоторых других справочниках приводятся значения стан­дартной энтальпии образования (ΔН 0 298 ) и стандартной энтропии (S°) веществ. Для вычисления стандартной энергии Гиббса образования (ΔG 0 298 обр) вещества следует предварительно вычислить стандартную энтропию образования (Δ S o 6р) вещества, а затем воспользоваться формулой

ΔG обр = ΔН обр - TΔS обр

Пример 1. Вычислить ΔН 0 298 , тепловой эффект при 298 К и постоянном давлении и ΔG 0 293 реакции:

Вычисление ΔН 0 298 и теплового эффекта реакции. Находим в табл. _. ΔН 0 298 Fe 2 O3 (-822,2 кДж/моль) и А1 2 О 3 (-1676,0 кДж/моль) при 298 К и про­изводим алгебраическое суммирование:

ΔН 0 298 = - 1676,0 - (-822,2) = - 853,8 кДж

Поскольку изменение энтальпии реакции равно по величине, но обратно по знаку ее тепловому эффекту при постоянных, температуре и давлении, то термохимическое уравнение реакции запишется следующим образом: Fe 2 O 3 + 2A1 = А1 2 О 3 + 2Fe + 853,8 кДж.

При низких температурах знак изменения энтальпии реакции может слу­жить для ориентировочного определения возможного направления реакции. Полученное для рассматриваемой реакции отрицательное значение ΔН 0 указы­вает на возможность ее самопроизвольного протекания при достаточно низких температурах; при этом большое абсолютное значение ΔН 0 298 позволяет с доста­точной вероятностью предполагать, что в условиях, не очень сильно отличаю­щихся от стандартных, эта реакция тоже может протекать в прямом направ­лении.

Вычисление ΔG° 298 реакции . Находим в табл._. ΔG o 6 p Fe 2 O 3 (-740,3 кДж/моль) и А1 2 Оз (-1582 кДж/моль) при 298 К и производим суммирование: ΔG° 298 = - 1582 - (-740,3) = - 831,7 кДж

Полученное отрицательное значение ΔG° 298 подтверждает вывод, сделан­ный на основе оценки ΔН 0 298 реакции. Близость найденных значений ΔН 0 298 и ΔG° 298 связана, в частности, с тем, что при протекании рассматриваемой реак­ции не меняется число молекул газов (в нашем примере ни исходные вещества, ни продукты реакции не являются газами). При изменении же числа молекул газов может существенно изменяться энтропия системы (переход в газооб­разное состояние сопровождается сильным возрастанием молекулярного беспо­рядка!), вследствие чего значения ΔG° 298 и ΔН 0 298 могут не только заметно разли­чаться по величине, но даже иметь разные знаки (см. пример 2). Поэтому в подобных случаях знак ΔG° 298 не может служить определенным критерием направления самопроизвольного протекания реакции.

Большое абсолютное значение ΔG° 298 , найденное для рассматриваемой ре­акции, позволяет с достаточной вероятностью говорить о возможности проте­кания этой реакции в прямом направлении не только при стандартной температуре (25 °С), но и при других температурах. В случае малых абсолютных зна­чений ΔG° 298 также для реакций, протекающих с изменением числа молекул газов, такого заключения делать нельзя; в подобных случаях нужно знать за­висимость ΔG° 298 от температуры.

Пример 2. Вычислить ΔН 0 298 , тепловой эффект при 298 К и постоянном давлении и ΔG° 298 реакции: СuО + С = Сu + СО

Вычисление ΔН 0 298 реакции. Находим в табл. 7. ΔН 0 298 СuО (-162,0 кДж/моль) и СО (-110,5 кДж/моль) при 298 К и производим суммирование: ΔН 0 298 = -110,5-(-162,0) = 51,5 кДж

Таким образом CuO + C = Cu + CO - 51,5 кДж

Полученное значение ΔН 0 298 положительно, но мало по абсолютной вели­чине. Поэтому оно не может служить критерием направления протекания ре­акции даже при невысоких температурах, тем более, что в рассматриваемом случае в результате реакции изменяется число молекул газов.

Вычисление ΔG° 298 реакции. Находим в табл. _. ΔG° 298 обр СuО (-129,4 кДж/моль) и СО (-137,1 кДж/моль) при 298 К и производим суммирование: ΔG° 298 = - 137,1 - (-129,4) = - 7,7 кДж

Полученное значение ΔG° 298 тоже мало по абсолютной величине, но отри­цательно. Оно указывает на возможность протекания реакции в прямом на­правлении при стандартных условиях, но не дает оснований для выводов о ее направлении при условиях, отличающихся от стандартных.

В данном примере разные знаки ΔН 0 298 и ΔG° 298 объясняются возрастанием в ходе реакции числа молекул газов и связанным с этим увеличением энтропии. Именно поэтому оказывается возможным самопроизвольное протекание эндо­термической реакции восстановления меди.

Пример 3. Вычислить константу равновесия реакции:

NH 3 + HC1 = NH 4 C1

Прежде всего, определим ΔG° 298 реакции. Для этого находим в табл. _. ΔG° 298 NH 3 (-16,7 кДж/моль), HCI (-94,8 кДж/моль) и NH 4 CI (-203,2 кДж/моль) при 298 К и производим суммирование:

AG° 98 = - 203,2 - (-16,7 - 94,8) = - 91,7 кДж

Теперь найденное значение ΔG° 298 подставляем в уравнение Получаем: -91,7= - 5,71 1g К 298 , Отсюда 1g К 298 = 16; т. е. К 298 = 10 16

Большое значение найденной нами константы показывает, что при стан­дартной температуре равновесие

NH 3 + HC1 ↔ NH 4 CI

сильно смещено вправо; иначе говоря, при стандартных условиях хлорид аммония - устойчивое соединение.

Таблица _.

Стандартная энтальпия образования и стандартная энергия Гиббса образования некоторых веществ при 298 К (25 °С)

Сокращенные обозначения агрегатного состояния веществ: г- газообразное, ж - жидкое, к - кристаллическое.

Термодинамическими величинами называют физические величины, применяемые при описании состояний и процессов в термодинамических системах.

Термодинамика рассматривает эти величины как некоторые макроскопические параметры и функции, присущие системе, но не связанные с её микроскопическим устройством. Вопросы микроскопического устройства изучает статистическая физика.

Вну́тренняя эне́ргия тела (обозначается как E или U) - это сумма энергий молекулярных взаимодействий и тепловых движений молекулы. Внутренняя энергия является однозначной функцией состояния системы. Это означает, что всякий раз, когда система оказывается в данном состоянии, её внутренняя энергия принимает присущее этому состоянию значение, независимо от предыстории системы. Следовательно, изменение внутренней энергии при переходе из одного состояния в другое будет всегда равно разности между ее значениями в конечном и начальном состояниях, независимо от пути, по которому совершался переход.

Энтальпи́я, также тепловая функция и теплосодержание - термодинамический потенциал, характеризующий состояние системы в термодинамическом равновесии при выборе в качестве независимых переменныхдавления,энтропиии числа частиц.

Проще говоря, энтальпия - это та энергия, которая доступна для преобразования в теплоту при определенных температуре и давлении.

44.Термодинамические величины. Энтропия и энергия Гиббса. Энтропия

Энтроп и я (от греч. entropía - поворот, превращение), понятие, впервые введенное в термодинамике для определения меры необратимого рассеяния энергии. Э. широко применяется и в других областях науки: встатистической физике как мера вероятности осуществления какого-либо макроскопического состояния; в теории информации как мера неопределенности какого-либо опыта (испытания), который может иметь разные исходы. Эти трактовки Э. имеют глубокую внутреннюю связь. Например, на основе представлений об информационной Э. можно вывести все важнейшие положения статистической физики.

Свободная энергия Гиббса (или просто энергия Гиббса, или потенциал Гиббса, или термодинамический потенциал в узком смысле) - это величина, показывающая изменение энергии в ходе химической реакции и дающая таким образом ответ на принципиальную возможность протекания химической реакции; это термодинамический потенциалследующего вида:

Энергию Гиббса можно понимать как полную химическуюэнергиюсистемы (кристалла, жидкости и т. д.)

45.Растворы. Характеристика растворов.

Общая характеристика растворов.

Растворами называются гомогенные системы переменного состава, в которых растворенное вещество находится в виде атомов, ионов или молекул, равномерно окруженных атомами, ионами или молекулами растворителя. Любой раствор состоит по меньшей мере из двух веществ, одно из которых считается растворителем, а другое - растворенным веществом. Растворителем считается компонент, агрегатное состояние которого такое же, как и агрегатное состояние раствора. Деление это довольно условно, а для веществ, смешивающихся в любых соотношениях (вода и ацетон, золото и серебро), лишено смысла. В этом случае растворителем считается компонент, находящийся в растворе в большем количестве.

45 )Растворы - однородная многокомпонентная система, состоящая из растворителя, растворённых веществ и продуктов их взаимодействия.

По агрегатному состоянию растворы могут быть жидкими (морская вода), газообразными (воздух) или твёрдыми (многие сплавы металлов).

Размеры частиц в истинных растворах - менее 10-9 м (порядка размеров молекул).

Ненасыщенные, насыщенные и перенасыщенные растворы

Если молекулярные или ионные частицы, распределённые в жидком растворе присутствуют в нём в таком количестве, что при данных условиях не происходит дальнейшего растворения вещества, раствор называется насыщенным. (Например, если поместить 50 г NaCl в 100 г H2O, то при 200C растворится только 36 г соли).

Насыщенным называется раствор, который находится в динамическом равновесии с избытком растворённого вещества.

Поместив в 100 г воды при 200C меньше 36 г NaCl мы получим ненасыщенный раствор.

При нагревании смеси соли с водой до 1000C произойдёт растворение 39,8 г NaCl в 100 г воды. Если теперь удалить из раствора нерастворившуюся соль, а раствор осторожно охладить до 200C, избыточное количество соли не всегда выпадает в осадок. В этом случае мы имеем дело с перенасыщенным раствором. Перенасыщенные растворы очень неустойчивы. Помешивание, встряхивание, добавление крупинок соли может вызвать кристаллизацию избытка соли и переход в насыщенное устойчивое состояние.

Ненасыщенный раствор - раствор, содержащий меньше вещества, чем в насыщенном.

Перенасыщенный раствор - раствор, содержащий больше вещества, чем в насыщенном.

В гетерогенных системах растворителем является то вещество которое находится в том же агрегатном состоянии что и раствор.

Например: вода+соль=солевой раствор

В гомогенных системах растворителем является ТО вещество, которого больше.

Например: вода+спирт=спиртовой раствор.

Процессы растворения сопровождаются физическими и химическими явлениями

Физические явления:

выделение или поглощение теплоты

изменение объема

Изменение окраски

Выделение запаха

Изменение агрегатного состояния

Химические явления

Изменение концентрации

Изменение вещества

Изменение рН

Классификация растворов:

по агрегатному состоянию

По концентрации

По размеру частиц растворенного вещества.(По степени десперсности

Истинные растворы(размер частиц раствора вещества меньше 10-7.

Коллоидные растворы (золи)(размер частиц 10-5см.-10-7см.).

Для чего нужен наш ресурс?

Главная цель нашего сайта - помощь ученикам и студентам, у которых возникают трудности с решением того или иного задания, или пропустившим какую-либо школьную тему. Также наш ресурс придет на помощь родителям учеников, сталкивающихся со сложностями проверки домашних работ детей.

На нашем ресурсе можно найти готовые домашние задания для любых классов от 1-го до 11-го по всем учебным предметам. Например, можно найти ГДЗ по математике, иностранным языками, физике, биологии, литературе и т.д. Для этого требуется просто выбрать нужный класс, требуемый предмет и решебники ГДЗ подходящих авторов, после чего нужно найти необходимый раздел и получить ответ на поставленное задание. ГДЗ позволяют максимально быстро проверить заданную ученику на дом задачу, а также подготовить ребенка к контрольной.

Как получить пятерку за домашнее задание?

Для этого необходимо зайти на наш ресурс, где размещены готовые домашние задания по всем дисциплинам школьной программы. При этом не нужно переживать за ошибки, опечатки и другие недочеты в ГДЗ, потому что все размещенные у нас пособия проверяли опытные специалисты. Все ответы к домашним заданиям правильные, поэтому мы можем уверенно сказать, что за любое из них вы получите 5-ку! Но не стоит бездумно все переписывать в свою тетрадь, наоборот нужно делать задания самим, после чего проверять их при помощи ГДЗ и только после этого переписывать их в чистовик. Это позволит вам получить нужные знания и высокую оценку.

ГДЗ онлайн

Сейчас никто не испытывает проблем с доступом к ГДЗ, потому что наш интернет-ресурс приспособлен под все современные устройства: ПК, ноутбуки, планшетники и смартфоны, у которых есть выход в интернет. Теперь даже на перемене можно зайти с телефона на наш сайт и узнать ответ абсолютно на любые задания. Удобная навигация и быстрая загрузка сайта, позволяет искать и просматривать ГДЗ максимально быстро и комфортно. Доступ к нашему ресурсу бесплатный, при этом регистрация проходит очень быстро.

ГДЗ новой программы

Школьная программа периодически изменяется, поэтому учащимся нужны постоянно новые учебные пособия, учебники и ГДЗ. Наши специалисты постоянно следят за нововведениями и после их внедрения сразу же размещают на ресурсе новые учебники и ГДЗ, чтобы у пользователей были в наличие последние издания. Наш ресурс является своеобразной библиотекой для школьников, которая требуются любому ученику для успешной учебы. Практически каждый год школьная программа становится сложнее, при этом вводятся новые предметы и материалы. Обучаться становится все труднее, но наш сайт позволяет упростить жизнь родителей и учеников.

Помощь студентам

Мы не забываем и про сложную загруженную жизнь студентов. Каждый новые учебный год поднимает планку в отношении знаний, поэтому не все студенты способны справиться с такой высокой нагрузкой. Длительные занятия, разнообразные рефераты, лабораторные и дипломные работы занимают почти все свободное время студентов. С помощью нашего сайта любой студент может облегчить свою повседневную жизнь. Для этого практически каждый день наши специалисты размещают на портале новые работы. Теперь студен можешь найти у нас шпаргалки для любого задания, причем совершенно бесплатно.

Теперь не нужно носить каждый день в школу огромное количество учебников

Чтобы позаботиться о школьниках, наши специалисты разместили на сайте в открытом доступе все учебники школьной программы. Поэтому сегодня любой ученик или родитель может воспользоваться ими, причем учащимся теперь не нужно ежедневно нагружать спину из-за ношения в школу тяжелых учебников. Достаточно скачать необходимые учебники на планшетник, телефон и другое современное устройство, и учебники будут всегда с вами в любом месте. Их можно читать и в режиме онлайн прямо на сайте - это очень комфортно, быстро и совершенно бесплатно.

Готовые школьные сочинения

Если от вас вдруг потребуют написать сочинение про какую-нибудь книгу, то помните, что на нашем сайте всегда можно найти огромное количество готовых школьных сочинений, которые написали мастера слова и одобрили преподаватели. Мы ежедневно расширяем перечень сочинений, пишем новые сочинения на многие темы и принимаем во внимание рекомендации пользователей. Это позволяет нам удовлетворять повседневные запросы всех школьников.

Для самостоятельного написания сочинений мы предусмотрели сокращенные произведения, их можно посмотреть и скачать тоже на сайте. В них находится основной смысл школьных литературных произведений, что значительно сокращает изучение книг и экономит силы ученика, которые требуются ему для изучения остальных предметов.

Презентации на разные темы

Если вам срочно требуется сделать какую-либо школьную презентацию на определенную тему, о которой вы не знаете ничего, то с помощью нашего сайта вы сможете это сделать. Теперь не стоит расходовать много времени на поиск изображений, фотографий, печатной информации и консультации по теме со специалистами и т.д., потому что наш ресурс создаёт качественных презентаций с мультимедийным контентом на любую тематику. Наши специалисты разместили на сайте большое количество авторских презентаций, которые можно бесплатно посмотреть и скачать. Поэтому обучение будет для вас более познавательным и комфортным, потому что у вас будет больше времени на отдых и на другие предметы.

Наши достоинства:

* большая база книг и ГДЗ;

* ежедневно обновляются материалы;

* доступ с любого современного гаджета;

* учитываем пожелания пользователей;

* делаем жизнь учеников, студентов и родителей более свободной и радостной.

Мы постоянно улучшаем свой ресурс, чтобы сделать жизнь своих пользователей более комфортной и беззаботной. С помощью gdz.host вы будете отличниками, поэтому перед вами откроются большие перспективы во взрослой жизни. В результате ваши родители будут гордиться вами, потому что вы будете хорошим примером для всех людей.

Величина изменения энергии Гиббса при реакции зависит от температуры, а также от природы и концентрации взятых и получающихся веществ. Для удобства сопоставления различных реакций принято сравнивать значения при стандартных условиях, т. е. при одинаковых концентрациях веществ (чистое состояние для индивидуальных веществ; концентрация, равная 1 моль в 1000 г растворителя, для растворов; парциальное давление, равное нормальному атмосферному давлению, для газов).

Состояние вещества, находящегося в стандартных условиях, называется стандартным состоянием.

Термодинамические величины, характеризующие вещество в его стандартном состоянии, называются стандартными величинами. Изменения термодинамических величин при реакции, в ходе которой исходные вещества в стандартном состоянии превращаются в продукты реакции, также находящиеся в стандартном состоянии, называются стандартными изменениями соответствующих величин. Стандартные величины и их изменения принято обозначать с помощью знака . Например, стандартная энтропия обозначается символом , стандартное изменение энтальпии - , стандартное изменение энергии Гиббса - .

Стандартное изменение энергии Гиббса реакции связано с константой равновесия реакции уравнением:

При подстановке значения величина выразится формулой

Это уравнение дает возможность, зная , вычислять константу равновесия и, наоборот, по экспериментально найденному значению константы равновесия определять реакции. Оно справедливо для любой температуры, но чаще применяется для ; эта температура принимается в качестве стандартной. Температура указывается при этом нижним индексом

При вычислении стандартных изменений энтальпии и энергии Гиббса реакций обычно используют стандартные энтальпии и энергии Гиббса образования веществ. Эти величины представляют собой и реакций образования данного вещества из простых при стандартных условиях. При этом, если элемент образует несколько простых веществ, то берется наиболее устойчивое из них (при данных условиях). Энтальпия образования и энергия Гиббса образования наиболее устойчивых простых веществ принимаются равными нулю.

Согласно закону Гесса, стандартное изменение энтальпии реакции (сокращенно: стандартная энтальпия реакции) равно сумме стандартных энтальпий образования продуктов реакции за вычетом суммы стандартных энтальпий образования исходных веществ.

Аналогично стандартное изменение энергии Гиббса реакции (сокращенно: стандартная энергия Гиббса реакции) равно сумме стандартных энергий Гиббса образования продуктов реакции за вычетом суммы стандартных энергий Гиббса образования исходных веществ. При этом все суммирования производятся с учетом числа молей участвующих в реакции веществ в соответствии с ее уравнением.

Таблица 7. Стандартная энтальпия образования и стандартная энергия Гиббса образования некоторых веществ при 298 К (25 °С)

Сокращенные обозначения агрегатного состояния веществ: г - газообразное, ж - жидкое, к - кристаллическое.

В табл. 7 приведены значения стандартных энтальпий и энергий Гиббса образования некоторых веществ при 25 °С (298 К). Более полные данные этого рода можно найти в справочниках, например, в «Кратком справочнике физико-химических величин» под редакцией А. А. Равделя и А. М. Пономаревой (издание восьмое, 1983 г.).

Пример 1. Вычислить , тепловой эффект при 298 К и постоянном давлении и реакции:

Вычисление и теплового эффекта реакции. Находим в табл. 7 при 298 К и производим алгебраическое суммирование:

Поскольку изменение энтальпии реакции равно по величине, но обратно по знаку ее тепловому эффекту при постоянных температуре и давлении (см. стр. 189), то термохимическое уравнение ракции запишется следующим образом:

При низких температурах знак изменения энтальпии реакции может служить для ориентировочного определения возможного направления реакции. Полученное для рассматриваемой реакции отрицательное значение указывает на возможность ее самопроизвольного протекания при достаточно низких температурах; при этом большое абсолютное значение позволяет с достаточной вероятностью предполагать, что в условиях, очень сильно отличающихся от стандартных, эта реакция тоже может протекать в прямом направлении.

Вычисление реакции. Находим в табл. и при 298 К и производим суммирование:

Полученное отрицательное значение подтверждает вывод, сделанный на основе оценки реакции. Близость найденных значений и связана, в частности, с тем, что при протекании рассматриваемой реакции не меняется число молекул газов (в нашем примере ни исходные вещества, ни продукты реакции не являются газами). При изменении же числа молекул Газов может существенно изменяться энтропия системы (переход в газообразное состояние сопровождается сильным возрастанием молекулярного ), вследствие чего значения и могут не только заметно различаться по величине, но даже иметь разные знаки (см. пример 2). Поэтому в подобных случаях знак не может служить определенным критерием направления самопроизвольного протекания реакции.

Большое абсолютное значение , найденное для рассматриваемой реакции, позволяет с достаточной вероятностью говорить о возможности протекания этой реакции в прямом направлении не только при стандартной температуре (), но и при других температурах. В случае малых абсолютных значений , а также для реакций, протекающих с изменением числа молекул уазов, такого заключения делать нельзя; в подобных случаях нужно знать зависимость от температуры.

Пример 2. Вычислить , тепловой эффект при 298 К и постоянном давлении реакции:

Вычисление реакции. Находим в табл. 7 и СО при 298 К производим суммирование.

Внутренняя энергия (U, кДж/моль)-полная энергия системы, равная сумме кинетической, потенциальной и других видов энергии всех частиц этой системы. Это функция состояния, приращение которой равно теплоте, полученной системой в изохорном процессе.

Работа (А, кДж/моль)-энергетическая мера направленных форм движения частиц в процессе взаимодействия системы с окружающей средой.

Теплота (Q кДж/моль)-энергетическая мера хаотических форм движения частиц в процессе взаимодействия системы с окружающей средой.

Первый закон термодинамики (Q= U+A)-теплота, подведённая к закрытой системе, расходуется на увеличение внутренней энергии системы и на совершение системой работы против внешних сил окружающей среды.

Энтропия (S, Дж/моль. к S = Q (т)) - функция состояния, характеризующая меру неупорядоченности системы, т.е. неоднородности расположения и движения её частиц, приращение которой равно теплоте, подведенной к системе в обратимом изотермическом процессе, деленной на абсолютную температуру, при которой осуществляется процесс.

Энтальпия (Н, кДж/моль, Н= U+P V)- функция состояния, характеризующая энергетическое состояние системы в изобарных условиях.

Энтальпия реакция (Н р-ции,кДж/моль)-количество теплоты которое выделяется или поглощается при проведении химических реакций в изобарных условиях.

Стандартное состояние-наиболее устойчивая форма при заданной температуре (обычно 298 К) и давлении 1атм.

Стандартные условия(с.у)-давление: 101325 Па=1атм=760мм рт.ст; температура: 25 0 С»298к; n(х)=1моль.

Стандартная энтальпия образования простых веществ [ Н 0 обр298 (вещество, агрегатное состояние),кДж/моль]-при с.у.принимается равной нулю для простых веществ в их наиболее термодинамически устойчивом агрегатном и аллотропном состояниях.

Стандартная энтальпия образования сложных веществ

[ Н 0 сгор (Х),кДж/моль]-энтальпия сгорания (окисления) 1моль вещества до высших оксидов в среде кислорода при с.у.

Энтальпия растворения (H р-ния, кДж/моль) – тепловой эффект растворения твердого вещества в изобарных условиях.

Энергия Гиббса (G, кДж/моль) – свободная энергия, обобщенная термодинамическая функция состояния системы, учитывающая энергетику и неупорядоченность системы в изобарных условиях.

Вопросы для самоконтроля

1. Понятие о химической термодинамики: структура, термодинамические системы (изолированная, закрытая, открытая).

2. Гомогенная и гетерогенная системы; реакции, протекающие в этих системах.

3. Перечислять свойства системы, которыми определяется ее состояние.

4. Дать определение и охарактеризовать функции состояния системы.

5. Раскрыть смысловое значение следующих понятий: внутренняя энергия, работа, теплота, энтропия, первый закон термодинамики, энтальпия, энтальпия реакции, стандартное состояние, стандартные условия, энергия Гиббса.



6. Закон Гесса и основные следствия из него.

8. Решите задачу, определите калорийность пищевого продукта массой 350 г., содержащего 50% воды, 30 % белков, 15 % жиров и 5 % углеводов.

9. Пользуясь справочными данными, вычислите количество теплоты, которое выделится при окислении глюкозы массой 90 г. при с.у.

10. Пользуясь справочными данными, определите тепловой эффект реакции синтеза диэтилового эфира, применяемого в медицине для наркоза, при 298 К.

 

Возможно, будет полезно почитать: