Лекции по химии

Самарский Государственный
Аэрокосмический Университет
им. ак. С.П. Королева

Факультет Производства двигателей летательных аппаратов

Лектор доц.
Расщупкина И.Ю.

Самара 2001г
Химическая т/д.

1) Основные понятия.

Соврем хим т/д разрабатывает наиболее рациональные методы рассчета тепловых балансов при протекании хим и физ-хим процессов. Раскрывает закономерности наблюдаемые при равновесии, определяет наиболее благоприятные условия для т/д-ски возможного процесса, поясняет направление и пределы протекания процессов.

Система т/д – совокупность макротел, взаимод и обменивающ энергией как друг с другом так и с внеш средой.

По характеру взаимод с окр средой делятся на:

- изолированные (без обмена с внеш средой V=const)

- закрытые (обмен энергией с окр средой m=const)

- открытые (m,V<>const)

Система может быть гомогенной и гетерогенной (однородной и неоднородной)

Совокупность физ и хим свойств системы наз состоянием.

Физ величины, характеризующие состояние системы наз т/д параметрами . Они не зависят от массы системы, их можно измерить напрямую. Их также называют интенсивными свойствами: р, Т, μ – хим потенциал. Экстенсивные св-ва системы зависят от массы системы, их нельзя измерить напрямую, они рассматр как ф-ия параметра состояния и поэтому наз ф-ями состояния: U(вн энер), Н (энтальпия), S (энтропия).

Изменение св-в системы во времени наз процессом .

- сомопроизвольные (протекает без затрат энергии из вне)

- несамопроизвольные(наоборот)

- обратимые (при котором система проходит ряд обращений без изменений в окр среде)

- необратимые (наоборот)

Внутр энерг характеризует общий запас энергии системы и включает все виды энергии движения и взаимод частиц, но не включает кинет энергию вцелом и пот энергию.

Т/д пользуется понятием изменения внутр энергии.

ΔU=U_кон -U_нач dU

Энтальпия характеризует запас энергии системы при р=const она числено равна: H=U+pV

ΔH=ΔU+pΔV dH

ΔH=H_кон -H_нач

Энергия передается от одной системы к другой в виде теплоты и работы. Теплота (Q) не явл ф-ией состояния системы, т.к. ее вел-на зависит от пути перехода системы из нач положения в кон.

Q→δQ, A→δA

Передача теплоты осущ засчет хаотич движения мол-л, а при совершении работы передача энергии идет путем упорядоченного движения мол-л под действием внеш сил

2) 1нач т/д:

В любом процессе приращение внутр энергии системы = кол-ву теплоты, сообщаемой системе за вычетом работы, совершаемой системой.

dU=δQ-δA

δA – сумма всех видов работ, совершаемых системой

δA=pdV+δA’

pdV – работа против внешних сил; δA’ – полезная работа, соверш сист при протекании какого либо процесса

рdV(работу расширения) можно вычислить, если знать у-ия состояния системы

Теплоту процесса подсчитывают, зная истинную теплоемкость системы.

c=δQ/dT

Теплоемкость – отношение б/м кол-ва теплоты, переданного системе к б/м изменению тем-ры им вызываемой.

Следствие 1 нач т/д при p=const

δA=pdV A=pΔV

Q=ΔU+pΔV δQ=dU+pdV=dU+d(pV)=d(U+pV)=dH

Q_{p = const} =ΔH

3)Термохимия – раздел химии, в к-ом изучают тепловые эффекты хим реакции.

При хим реакции происходит изменение внутр энергии путем выделения или поглощения теплоты. В хим процессах работа очень часто незначительна и ей можно пренебречь.

Закон Гесса:

Тепловой эффект х.р. зависит только от вида и состояния исходных в-в и кон продуктов. При термохим рассчетах использ термохим у-ия. Т.х. у-ия обязательно должны содержать молярные кол-ва в-в, в правой части должен быть приведен тепловой эффект, должны быть указаны агрегатные состояния в-в, с т.х. у-иями можно производить все алгебраические действия.

З-н Гесса применим как к хим реакциям так и к физ-хим превращениям (процессам плавления, кристаллизации, испарения, сублимации, конденсации, растворения и т.д.)

При записи з-на Гесса используется два вида тепл эффектов:

1) Энтальпия образования в-в – ΔfH˚ - (тепл эффект реакции образования одного моля данного соединения из простых в-в, взятых в устойчивых стандартных состояниях)

ΔrH˚=Σ_кон ΔfH˚*n_i - Σ_исх ΔfH˚*n_i

ΔrH˚ - тепл эффект реакции

n_i – стехиометрический коэф

2) Энтальпия сгорания - ΔH^сгор - (тепл эффект реакции окисления одного моля данного соединения с кислородом с образованием высших оксидов соответствующих элементов)

ΔrH˚=Σ_исх ΔH^сгор *n_i - Σ_кон ΔH^сгор *n_i

Рассмотрим зависимость теплового эффекта реакции от температуры

Пусть реакция А→В происходит при p=constТепл эффект реакции по з-ну Гесса: ΔrH=H_B -H_A

Продифференцируем данное у-ие по тем-ре

(dΔrH/dT)_p

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать