Теоретическая часть. Экспериментальная часть

Экспериментальная часть.

Вопросы теории.

Тема «Химическая термодинамика».

Лабораторная работа № 3

Если предполагаемая поглощенная доза облучения за 2 суток достигнет уровней: для всего тела 1 Гр., или для отдельных органов (легкие-6, кожа-3, щитовидная железа-5, хрусталик глаза-2, плод-0,1Гр.), при превышении которых возможны клинически определяемые детерминированные эффекты, поэтому необходимо срочное вмешательство (меры защиты).

При хроническом облучении в течение жизни защитные мероприятия становятся обязательными, если годовые поглощенные дозы превышают для органов или тканей: (гонады-0,2; хрусталик глаза-0,1; красный костный мозг-0,4 Гр). Превышение этих доз приводит к серьезным детерминированным эффектам.

1. Термодинамическая система. Теплота и работа как формы изменения внутренней энергии.
2. I закон термодинамики. Понятие об энтальпии.
3. Удельная теплоёмкость.
4. Энергетические эффекты химических реакций. Закон Гесса.
5. Термохимические уравнения.
6. Энтальпия образования сложных веществ.
7. Понятие об энтропии.
8. II закон термодинамики. Факторы, влияющие на направление химического процесса.

Раздел химии, изучающий тепловые эффекты химических реакций называется термохимией. Все химические процессы сопровождаются выделением или поглощением теплоты. Реакции, сопровождающиеся выделением теплоты из системы в окружающую среду, называются экзотермическими, сопровождающиеся поглощением теплоты из окружающей среды, называются эндотермическими. Тепловой эффект реакции, измеренный при постоянных температуре и давлении, называется теплотой реакции Qр, а противоположная ему по знаку величина, описывающая изменение состояния системы в результате протекания реакции энтальпией реакции ΔH.

В качестве основной единицы измерения теплоты в системе СИ установлен джоуль. В качестве единицы измерения теплоты встречается также калория, равная 4,184 Дж.

Для описания тепловых явлений в химических реакциях принято пользоваться так называемыми термохимическими уравнениями. Термохимические уравнения записываются как обычные уравнения химических реакций, но с указанием величины и знака теплового эффекта реакции. В случае экзотермических реакций с правой стороны уравнения отмечают количество выделившейся теплоты со знаком "плюс", а в случае эндотермических реакций — количество поглощенной теплоты со знаком "минус". При этом у формулы каждого вещества индексом указывается его физическое состояние: газообразное (г), жидкое (ж), кристаллическое (к) или раствор (р-р).Существует термодинамический способ записи термохимических уравнений — когда в самом уравнении тепловой эффект не указывается, а изменение энтальпии реакции (ΔH) записывается отдельно. Пример записи термохимического уравнения реакции образования карбоната кальция из простых веществ обоими способами:

Ca_к + C_(гр) + 3/2O_2г = CaCO_3к + 1206,8 кДж;

Ca_к + C_(гр) + 3/2O_2г = CaCO_3к, H = –1206,8 кДж

В данной реакции Q > 0, соответственно, H < 0, реакция является экзотермической.

Реакции, в которых образуется 1 моль вещества из соответствующих ему простых веществ, взятых в определенном состоянии (как правило, наиболее устойчивом при данной температуре и нормальном давлении), образуются сложные называются реакциями образования этого вещества, а тепловые эффекты или энтальпии им соответствующие называются соответственно теплотами или энтальпиями образования.

Расчеты тепловых эффектов химических реакций основаны на применении закона Гесса (1836 г.): Тепловой эффект химической реакции при постоянном давлении и объеме, не зависит от способа ее проведения, а зависит лишь от начального и конечного состояния реагирующих веществ.

H⁺ + OH^– = Н₂О_ж

Уравнение - это уравнение реакции нейтрализации. Оно справедливо для всех реакций между сильной кислотой и сильным основанием, а, следовательно, и энтальпия этих реакций будет одна и та же.

Табличные значения энтальпий образования (ΔH⁰) ионов Н⁺ и ОН^– и молекулы Н₂О_ж известны и соответственно равны 0, –229,94 и –285,84 кДж/моль, соответственно. Тогда, по формуле тепловой эффект реакции нейтрализации:

ΔH⁰_х.р.= ΔH⁰(Н₂О_ж) – ΔH⁰(H⁺) – ΔH⁰(OH^–),

ΔH⁰_х.р.= –285,84 – (–229,94) = –55,9 кДж/моль

Экспериментально тепловые эффекты химических реакций определяют в специальных приборах - калориметрах.

Дата добавления: 2015-05-10