Энтропия. 2 закон термодинамики. 3 закон термодинамики. 1.Развитие представлений о строении атома

Билет 10

Овр

1.Развитие представлений о строении атома. Составные части атома – ядро (протоны, нейтроны), электроны, их заряд и масса.

Атом – наименьшая (неделимая химическим путем) часть элемента, сохраняющая все свойства, определенные зарядом ядра и электронной оболочкой. Атомный номер Z равен числу протонов в атомном ядре. В электронной оболочке электронейтрального атома содержится Z электронов. Массовое число A равно числу протонов Z и числу нейтронов N в атомном ядре; A = Z + N.

Нейтроны и протоны – элементарные частицы, имеющие массу ок 1 аем. Протоны - положительно заряженные микрочастицы с массой. 1 а.е.м и зарядом 1,6*10^-19 Кл., условно принятым за единицу положительного заряда. Нейтроны - нейтральные частицы с массой 1 а.е.м. История:

V в до н.э. – Демокрит вводит понятие атом-неделимый.

1896-Беккеркль открывает радиоактивность.

1897- Томсон – электрон. 1903- модель атома Томсона. «однородный шар из +заряженного вещества, в кот. Находятся электроны.

1911- Модель атома Резерфорда. Идея опыта: наблюдать отклонения заряженных частиц, пролетающих мимо атома. Результат: 1.Большинство частиц не отклоняются. 2.Небольшое кол-во частиц(1 из 20000) резко откл. назад. Объяснение: 1.В атоме много пустоты. 2.+заряд сосредоточен в объеме намного меньше объема атома. Вывод: Планетарная модель. Атом состоит из ядра и эл. оболочки. В центре атома находится положительно заряженное ядро, занимающее ничтожно малый объем атома. Весь положительный и вся масса атома сосредоточены в ядре.Заряд соостветствует кол-ву протонов в ядре и соостветствует порядковому номеру в таблице Менделеева и кол-ву электронов в атоме. Вокруг ядра вращаются электроны и их число равняется "+" заряду ядра. Однако такой атом не может быть устойчивым. Электроны не должны терять энергию, излучая ее, и упасть на ядро. В действительности электронные оболочки всех атомов устойчивы.

Энтропия (S) – термодинамическая функция состояния, которая служит мерой беспорядка (неупорядоченности) системы. Больцман определил энтропию как термодинамическую вероятность состояния (беспорядок) системы W. Размерность энтропии 1 моля вещества совпадает с размерностью газовой постоянной R и равна Дж∙моль^–1∙K^–1. Изменение энтропии в необратимых и обратимых процессах передается соотношениями ΔS > Q / T и ΔS = Q / T. Например, изменение энтропии плавления равно теплоте (энтальпии) плавления ΔS_пл = ΔH_пл/T_пл Для химической реакции изменение энтропии аналогично изменению энтальпии. Энтропия вещества или системы тел при определенной температуре является абсолютной величиной. Энтропия зависит от:

1. Агрегатного состояния вещества. Энтропия увеличивается при переходе от твердого к жидкому и особенно к газообразному состоянию (вода, лед, пар).

2. Изотопного состава (H₂O и D₂O).

3. Молекулярной массы однотипных соединений (CH₄, C₂H₆, н-C₄H₁₀).

4. Строения молекулы (н-C₄H₁₀, изо-C₄H₁₀).

5. Кристаллической структуры (аллотропии) – алмаз, графит.

стремление системы к беспорядку проявляется тем больше, чем выше температура. Произведение изменения энтропии системы на температуру TΔS количественно оценивает эту тенденцию и называется энтропийным фактором. S возрастает при переходе в-ва из кристаллического состояния в жидкое и из жидкого в газообразное, при растворении кристаллов, при расширении газов, при хим.взаимодействиях, приводящих к увеличению числа частиц, и прежде всего частиц в газообразном состоянии. Напротив, все процессы в результате которых упорядоченность системы возрастает(конденсация, полимеризация, сжатие, уменьшения числа частиц), сопровождаются уменьшением энтропии.

В изолированных системах энтропия самопроизвольно протекающего процесса увеличивается ΔS > 0 (второй закон термодинамики).

Энтропия равна нулю только у идеального кристалла при абсолютном нуле (третий закон термодинамики).

3. Электролиз. Электролиз водных растворов и расплавов. Законы Фарадея. Практическое применение элеткролиза.

Электролиз - окислительно-восстановительный процесс протекающий на электродах при прохождении эл тока через расплав или раствор электролита.

Сущность электролиза состоит в том, что за счет эл энергии осуществляется реакция, которая не может протекать самопроизвольно.

ФАРАДЕЯ ЗАКОНЫ, основные законы электролиза, отражающие общий закон сохранения в-ва в условиях протекания злектрохим. р-ции. Установлены M. Фарадеем в 1833-34. Согласно 1-му закону, масса в-ва т, прореагировавшего в процессе электролиза, прямо пропорциональна силе тока I и времени электролиза t, т. е. кол-ву пропущенного электричества Q = It. Согласно 2-му закону, для разных электродных процессов при одинаковом кол-ве пропущенного электричества Q массы прореагировавших в-в относятся друг к другу так же, как молярные массы эквивалентов этих в-в. Оба Ф. з. объединяются одним ур-нием:

где Mz - мол. м. эквивалента в-ва, участвующего в электролизе. F - Фарадея постоянная, равная 96500 Кл/моль.

Дата добавления: 2015-04-24