Вопрос № 1. Понятие самопроизвольно протекающих реакций (15 мин.)
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
Для проведения лекционного занятия
по дисциплине «Химия»
для курсантов 1 курса по специальности 280705.65 –
«Пожарная безопасность»
РАЗДЕЛ II
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОТЕКАНИЯ
ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
ТЕМА 2.8
ТЕРМОДИНАМИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
ЗАНЯТИЕ № 2.8.2
НАПРАВЛЕННОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
Обсуждена на заседании ПМК
протокол №__ от «___»________2014г.
Владивосток
2014 г.
I. Цели занятия
Учебные: оценка возможности протекания химических реакций и их пожарной опасности на основе термодинамических функций состояния.
Воспитательная: воспитывать у обучаемых ответственность за подготовку к практической деятельности.
II. Расчет учебного времени
| Содержание и порядок проведения занятия | Время, мин |
| ВВОДНАЯ ЧАСТЬ | |
| ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ | |
| Учебные вопросы | |
| 1. Понятие самопроизвольно протекающих реакций | |
| 2. Понятие энтропии - меры неупорядоченности системы | |
| 3. Второй закон термодинамики | |
| 4. Изобарно-изотермический потенциал (энергия Гиббса) - критерий возможности самопроизвольного протекания процессов | |
| ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ |
III. Литература
Основная
1. Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов/ Под ред. А.И. Ермакова. – изд. 30-е, исправленное-М.: Интеграл-Пресс, 2007.-728 с.
2.Е.Г. Коробейникова, А.П. Чуприян, В.Р. Малинин, Г.К. Ивахнюк, Н.Ю. Кожевникова. Химия. Курс лекций Учебное пособие по спец. 280104.65 – Пожарная безопасность. /Под ред. Проф. В.С.Артамонова /СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2008 г. – 425 с.
3. Некрасов Б.В. Основы общей химии. – 4-е изд.,- СПб: Изд-во «Лань», 2003. - 656 с.
Дополнительная
1. Суворов А.В., Никольский А.Б. Вопросы и задачи по общей химии., - СПб: Химиздат, 2002.- 304 с.
Нормативно-правовые документы
1. ГОСТ 12.1.004 – 89 . Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения.
2.СП 13130.2009. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности.
3.Технический регламент о требованиях пожарной безопасности. Федеральный закон №123-ФЗ.- Москва: Изд-во «Проспект», 2010. -139 с.
IV. Учебно-материальное обеспечение
1.Технические средства обучения: компьютерная техника ( РМП, П), интерактивная доска.
2. Периодическая система элементов Д.И. Менделеева, демонстрационные плакаты, схемы.
V. Текст лекции
Тема 8.2.НАПРАВЛЕННОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
ВВОДНАЯ ЧАСТЬ (3 мин.)
Преподаватель проверяет наличие слушателей (курсантов), объявляет тему, учебные цели и вопросы занятия.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ ( 85 мин)
Вопрос № 1. Понятие самопроизвольно протекающих реакций (15 мин.)
Химическая термодинамика позволяет не только рассчитывать и определять тепловые эффекты различных процессов, но и оценивать реакционную способность веществ. Например, известно, что карбид кальция СаС2 может сколь угодно долго храниться в сухом виде, но при соприкосновении с водой бурно реагирует с выделением взрывоопасного газа ацетилена и большого количества тепла: СаС2 + Н2О ® С2Н2 + Са(ОН)2 + Q. В чем причина этого?
Для решения вопроса о возможности протекания того или иного процесса недостаточно обладать, так называемой "химической интуицией", необходимо иметь количественный критерий возможности осуществления того или иного процесса. С его помощью можно выяснить, насколько полно идет реакция, как добиться увеличения степени превращения исходных веществ в продукты реакции. Если вещество не реакционноспособно, то можно ли создать условия, при которых оно будет взаимодействовать с нужными веществами. Такой критерий поможет определить влияние на протекание реакции внешних условий: давления, температуры и других факторов, и даже ответить на вопрос, может ли данная реакция протекать в обратном направлении.
Сначала введем некоторые новые понятия.
Самопроизвольно протекающие процессы – это процессы, протекающие без затраты работы извне. Примерами самопроизвольно протекающих физических процессов будут расширение газа, диффузия, испарение, а не самопроизвольно протекающих – сжатие газа.
Для химических реакций самопроизвольно протекающими являются, как правило, необратимые реакции.
| Химические реакции | |
| Обратимые | Необратимые |
| Реакции, протекающие при данных условиях как в прямом, так и в обратном направлении, называются обратимыми. | Реакции, протекающие при данных условиях в одном направлении, практически до полного исчерпания, называются необратимыми. |
| А + В D С + D | А + В " С + D |
| Н2 + 0,5О2 ® Н2О при низких t Н2О ® Н2 + 0,5О2 при t > 15000С | 1. ВаCl2 + Na2SO4 ® BaSO4¯+ 2NaCl 2. Zn + H2SO4 ® ZnSO4 + H2 3. NaOH + HCl ® NaCl + H2O |
Признаками необратимых химических реакций (правило Бертолле) являются: удаление продуктов реакции из сферы взаимодействия в виде осадка или газа (реакции 1 и 2), образование мало диссоциирующих в растворе соединений (реакция 3).
В результате обратимого процесса наступает состояние равновесия.
В чем же причина определенной направленности химических процессов, что влияет на химическое равновесие?
(Все определения, формулы, графики и уравнения реакций даются под запись.)