Энергия Гиббса и направление хим. реа-и.
Самопроизвольное протекание изобарно-изотермического процесса определяется двумя факторами: энтальпийным, связанным с уменьшением энтальпии системы (ΔH), и энтропийным TΔS, обусловленным увеличением беспорядка в системе вследствие роста ее энтропии. Разность этих термодинамических факторов является функцией состояния системы, называемой изобарно-изотермическим потенциалом или свободной энергией Гиббса (G, кДж): При ΔG < 0 реакция термодинамически разрешена и система стремится к достижению условия ΔG = 0, при котором наступает равновесное состояние обратимого процесса; ΔG > 0 указывает на то, что процесс термодинамически запрещен.Итак, в химических процессах одновременно изменяются энергетический запас системы (энтальпийный фактор) и степень ее беспорядка (энтропийный фактор, не совершающая работу энергия).1.Если ΔH < 0 и ΔS > 0, то всегда ΔG < 0 и реакция возможна при любой температуре.2.Если ΔH > 0 и ΔS < 0, то всегда ΔG > 0, и реакция с поглощением теплоты и уменьшением энтропии невозможна ни при каких условиях.3.В остальных случаях (ΔH < 0, ΔS < 0 и ΔH > 0, ΔS > 0) знак ΔG зависит от соотношения ΔH и TΔS. Реакция возможна, если она сопровождается уменьшением изобарного потенциала;
3. Фазовые диаграммы двухкомпонентных систем. Фракционная перегонка.
Диаграмма состояния представляет собой графич изображение зависимости между величинами, характеризующими состояние с-мы, и фазовыми превращениями в с-ме (переход из одного сост в другое). Диаграммы состояния широко применяются в химии. Равновесия между различными фазами одной с-мы называют фазовыми, а описывают эти фазовые равновесия посредством фазовых диаграмм или диаграмм состояния. Фазовая диаграмма позволяет установить условия равновесия между числом фаз, числом компонентов и числом степеней свободы (вариантностью) с-мы. Фаза (Ф) – гомогенная (однородная по химическому составу и термодинамическим свойствам) часть с-мы, отделенная от других частей поверхностью раздела. Так, два нерастворимых друг в друге тв в-ва, как и две несмешивающиеся жидкости, образуют две фазы. Компоненты (К) – химически индивидуальные вещества, наименьшее число которых достаточно для образования фаз с-мы.Число компонентов определяется количеством индивидуальных веществ в системе за вычетом числа возможных между ними обратимых взаимодействий. Например, система из трех индивидуальных веществ H2O, H2, O2 будет двухкомпонентной, поскольку для образования всех фаз достаточно любых двух веществ. Степени свободы (С) – число параметров (температура, давление, состав системы), которые можно произвольно менять без изменения числа фаз в системе. Правило фаз Гиббса: в изолированной равновесной системе число степеней свободы равно числу компонентов системы плюс два минус число фаз.
Перегонка = ДИСТИЛЛЯЦИЯ (от лат. distillatio — стекание каплями) (перегонка), разделение многокомпонентных жидких смесей на отличающиеся по составу фракции; основано на различии в составах жидкости и образующегося из нее пара. Осуществляется путем частичного испарения жидкости и последующей конденсации пара. Полученный конденсат обогащен низкокипящими компонентами, остаток жидкой смеси — высококипящими. Дистилляция применяется в химической, нефтеперерабатывающей, фармакологической промышленности, в лабораторной практике.
Фракции нефти:
Бензин, керосины, соляровые масла, мазут.
Билет 17.
1. Основные виды хим. связи. Количественные характеристики хим. связи: длина связи м\у атомами, энергия связи, валентные углы. Электронная теория валентности Льюиса-Косселя. Ионный и ковалентный характер связи.
Химия-наука,изучающая процессы превращения вещ-в, сопровождающиеся изменением состава и структуры, а также взаимные переходы м/у этими процессами и др. формами движения материи.она изучает явл-я, происход. на микроскопическом или атомно-молекулярном уровне.Материя – философская категория, обозначающая объективную реальность, существующую независимо от человеческого сознания. Материя существует в виде двух форм – поле и вещество.Вещество-материальное образование, сост. из элементарных частиц, имеющих собственную массу или массу покоя.Это любой вид материи, облад. собственной массой; любая совокупность атомов и молекул.Поле-материальная среда, в кот. осущ. взаимодействие частиц.В эл-маг поле-взаимодействие м/у заряж. частицами, ядерное поле-взаимод. м/у нуклонами.Полевая форма материи не явл. непосредствен. объектом химии и проявляет прежде всего энергетический характер.
Энергия-это мера способности совершать работу.Единицей измерения энергии и работы в системе СИ-Дж.Энергия может существовать в разнообразных формах: химическая, электрическая, механическая, ядерная и солнечная.Понятие «химическая энергия» относится к хим. системам.
Химической системойназ.вещество или совокупность вещ., ограниченной от окружающей среды реальными или воображаемыми границами и являющиеся предметом рассмотрения с точки зрения их хим.состава и свойств.Хим сист:1)чистые вещества 2)смеси. Чистые вещ-ва- имеют постоян.состав и определ. физ и хим св-ва.они всегда гомогенны, однородны по составу.Абсолютно чистых веществ в природе не существует. Смесь-это совокупность двух и более веществ, смеси могут иметь произвольный состав, который как правило не выражается химической формулой.Если смесь веществ однородна, т.е между различными ее компонентами нет границы раздела, ее наз. Гомогенной.Смеси могут состоять из вещ-в ,которые практически не растворимы или ограниченно растворимы друг в друге, в этом случае их наз. гетерогенными.
Анализ-;
Синтез-
Передача энергии, вызываемая разностью температур между системой и ее окружением или между одной системой и другой системой, называется передачей теплоты. q=m*dT.Если точно известно из какого вещ-ва состоит система, и это вещ-во можно охарактеризовать его удельной теплоемкостью c,то q=m*с*dT.Удельная теплоемкость-это энергия, необходимая для повышения температуры 1 кг данного вещ-ва на 1 кельвин.Молярная теплоемкость вещ-ва- это энергия, необходимая для повышения температуры 1 моля данного вещ-ва на 1 кельвин-Сm.
Температура-одна из функций состояния.она служит мерой средней кинетической энергии всех частиц в системе.Температура-св-во, определяющее направление перехода теплоты от одного тела к другому, где теплота-передача энергии вызываемая разностью температур.Если к системе подводится энергия, то это приводит к возрастанию кинетической энергии частиц системы, следовательно повышается температура системы.