Хімічна термодинаміка

Розділ 1

Основні правила надання першої допомоги при нещасних випадках

Правила техніки безпеки при виконанні робіт у лабораторії фізичної та колоїдної хімії

- під час роботи з легкозаймистими органічними речовинами (естери, спирти та ін.) виключити наявність відкритого вогню в приміщенні лабораторії (це може призвести до виникнення пожежі). У випадку її виникнення вогнище накрити азбестовою кошмою або засипати піском, але не заливати водою;

- у випадку приготування робочих розчинів кислот (лугів) із концентрованих строго дотримуватися порядку приготування. Концентровану кислоту (луг) вливати у дистильовану воду, а не навпаки. При попаданні кислоти (лугу) на одяг, шкіру та інше змити її великою кількістю води. Якщо попадання кислоти (лугу) викликало опік, то після промивання водою місце опіку обробити антидотом із аптечки і постраждалого відправити до поліклініки;

- обережно поводитися з ртутними термометрами (особливо з термометром Бекмана). Якщо термометр розбито, ртуть треба негайно зібрати за допомогою амальгамованої мідної пластинки в склянку з розчином HNO₃. Місце, де розлилася ртуть, засипати порошком сірки;

- приступати до роботи з електроприладами і лабораторним обладнанням можна тільки після ознайомлення з інструкцією. Не можна самостійно настроювати і регулювати прилади. Не допускати попадання рідини на панель і кришку приладу. У випадку поломки приладу негайно виключити його з електромережі і сповістити про це викладача;

- усі роботи зі склом проводити акуратно, не докладаючи великих зусиль. Надломлення скляних трубок, зняття пробок і гумових трубок робити захищеними руками.

- коли на руку чи обличчя попадає кислота, її треба змити сильним струменем води, а потім промити 5 %-вим розчином питної соди;

- якщо на шкіру потрапить луг, його необхідно промити сильним струменем води, а потім 1 %-вим розчином оцтової кислоти;

- коли луг потрапить в очі, треба добре промити очі водою, а потім 2 %-вим розчином Н₃ВО₃;

- при попаданні в очі кислоти, слід промити їх водою, а потім 3 %-вим розчином NaHCO₃;

- при порізах склом потрібно видалити з рани скло (якщо треба – то пінцетом), а потім змити кров 2 %-вим розчином KМnO₄ і змазати розчином йоду, перев’язати бинтом;

- невелику пожежу слід гасити протипожежною ковдрою або засипати піском;

- якщо при горінні виділяються отруйні гази, слід скористатися протигазом і викликати пожежну команду.

Хімічна термодинаміка, базуючись на двох найважливіших законах термодинаміки, дозволяє вирішувати такі завдання, як визначення енергетичних ефектів хімічних і фізико-хімічних процесів, можливості і умови самодовільного перебігу хімічної реакції з максимальним виходом продукту.

Термодинаміка – це наука про взаємні переходи форм енергії, яка ґрунтується на:

· законі збереження енергії;

· законі зростання ентропії;

· тепловій теоремі Нернста про недосяжність абсолютного нуля температур.

Хімічна термодинаміка вивчає зміни енергії при хімічних реакціях та фазових переходах. Вона встановлює стійкість хімічних речовин, можливість, напрямок і межі протікання реакцій, вплив основних факторів: тиску, температури, концентрації на здійснення хімічного процесу.

Термодинаміка оперує рядом понять, термінів і величин.

Система – частина фізичного світу (речовина чи сукупність тіл), що має реальну чи уявну границю від навколишнього середовища і характеризується певними властивостями (клітина, нервова система живого організму, серцево-судинна система, система травлення і т. д).

Системи поділять на: гомогенні (однорідні), які не мають межі поділу фаз; гетерогенні (неоднорідні), які мають межу поділу фаз.

Системи можуть бути: ізольовані (ідеальні), які не обмінюються з навколишнім середовищем ні масою, ні енергією; закриті, що обмінюються енергією, але не обмінюються масою; відкриті, які обмінюються із навколишнім середовищем як енергією, так і масою.

Всі живі організми – відкриті гетерогенні системи.

Стан системи – сукупність фізичних і хімічних властивостей системи, які описуються за допомогою термодинамічних факторів, які вона має в даний момент. Стан системи може змінюватися. Якщо система не змінюється в часі, то такий стан називається рівноважним. Рівновага найчастіше буває динамічною, тобто коли процеси відбуваються з однаковою швидкістю так, що в цілому система не змінюється.

Фаза – це сукупність всіх однорідних за складом і фізико-хімічними властивостями частин системи відокремлених чіткою межею поділу. Так гомогенна система складається із однієї фази (однофазна), а гетерогенна із кількох фаз (двофазна, трифазна).

Компоненти системи – це її незалежні складники. Кожен компонент – індивідуальна речовина, яка може бути виділена з системи і існувати поза її межами.

Параметри стану системи – це величини, які можна визначити безпосередньо вимірюванням. Такими параметрами є температура, тиск, об'єм, концентрація речовин. Параметри системи, які підлягають безпосередньому вимірюванню (інтенсивні властивості), називаються основними параметрами стану. Інші параметри стану є функціями від основних параметрів (внутрішня енергія, ентальпія, ентропія та ін.), тому їх називають функціями стану. Зміна функцій стану не залежить від шляху переходу між різними системами, а визначається тільки початковим та кінцевим станами системи.

Зміну одного чи декілька параметрів стану називають термодинамічним процесом. Якщо у наслідок процесу система повертається в початковий стан без будь-яких енергетичних змін у навколишньому середовищі, то такий процес називається оборотнім. У протилежному випадку він необоротний.

Стан системи є рівноважним, якщо при незмінності зовнішніх факторів з системою також не відбувається ніяких змін. Якщо в ході деякого процесу система проходить через безперервний ряд рівноважних станів, то процес є рівноважним.

Процес може бути самодовільним або несамодовільним. До самодовільних відносяться процеси, що проходять без витрати енергії ззовні.

В залежності від того, який з параметрів стану в термодинамічному процесі залишається незмінним, розрізняють ізотермічний (Т = const), ізобарний (р = const), ізохорний (V = const) процеси. Адіабатним називається процес, при якому система не обмінюється енергією з зовнішнім середовищем, тобто система ізольована в тепловому відношенні.

Процеси, які проходять з виділенням теплоти, називають екзотермічними, а поглинанням теплоти – ендотермічними.

Дата добавления: 2015-05-23