Неорганическая химия / Физическая химия / Химия. Сборники задач / Общая химия задачи с медико-биологической направленностью учебное пособие (Т. Н. Литвинова)

Понятие,

Обозначение,

Смысловое значение

параметр

единицы измерения

Энтальпия

H, êÄæ/ìîëü

Функция состояния, харак-

H = U + pV

теризующая энергетиче-

∆H = ∆U + p∆V

ское состояние системы в

изобарных условиях

Энтальпия

∆Hð-öèè, êÄæ/ìîëü

Количество теплоты, кото-

реакции

рое выделяется или погло-

щается при проведении

химических реакций в изо-

барных условиях

Экзотермиче-

∆Í < 0

Процессы, в результате

ñêèå

которых энергия выделяет-

процессы

ся из системы в окружа-

ющую среду

Эндотерми-

∆Í > 0

Процессы, в результате

ческие про-

которых энергия поглоща-

цессы

ется системой из окружа-

ющей среды

Стандартные

ñ.ó.

Давление:

условия

101325 Ïà = 760 ìì ðò. ñò.,

температура:

25 °Ñ ≈ 298 K, n(X) = 1 ìîëü

Стандартная

∆H

При с.у. принимается рав-

∆H

0

0

298

энтальпия

îáði a?298

ной нулю для простых ве-

(в-во, агрегатное

образования

ществ в их наиболее термо-

состояние),

простых

динамически устойчивых

êÄæ/ìîëü

веществ

агрегатном и аллотропном

состояниях

Стандартная

∆Hîáð0

298

Это энтальпия реакции

энтальпия

(в-во, агрегатное

образования 1 моль этого

образования

вещества из простых ве-

состояние),

сложных

ществ в с.у.

êÄæ/ìîëü

веществ

Стандартная

∆Hñãîð0 (X) ,

Это энтальпия сгорания

энтальпия

êÄæ/ìîëü

(окисления) 1 моль вещест-

сгорания

ва до высших оксидов в

среде кислорода при с.у.

Понятие,

Обозначение,

Смысловое

параметр

единицы измерения

значение

Энтальпия

∆Íð-íèÿ, êÄæ/ìîëü

Тепловой эффект рас-

растворения

∆Hð-íèÿ =

творения твердого ве-

щества в изобарных

=−

c mð-ðà ∆T Mâ-âà

,

условиях. Количество

mâ-âà

теплоты, которое вы-

где c – теплоемкость

деляется при растворе-

раствора

нии 1 моль вещества в

значительном избытке

растворителя

Энтропия

S, Äæ/(ìîëü K)

Функция состояния,

∆S = Q/T

характеризующая меру

(изотермический

неупорядоченности

обратимый процесс)

системы, т.е. неодно-

∆S > Q/T (необрати-

родности расположе-

мый процесс)

ния и движения ее час-

∆Sð0-öèè =

тиц, приращение кото-

= ∑ni Si0(ïðîä. ð-öèè) −

рой равно теплоте,

подведенной к системе

0

в обратимом изотерми-

−∑ni Si(èñõ. â-â)

ческом процессе, де-

ленной на абсолютную

температуру, при кото-

рой осуществляется

процесс

2-й закон

∆S > 0

В изолированных сис-

термодина-

темах самопроизволь-

ìèêè

но могут совершаться

только такие процессы,

в которых энтропия

системы возрастает

Энергия

G, êÄæ/ìîëü,

Свободная энергия,

Гиббса

G = H – T S

обобщенная термоди-

∆G = ∆H – T ∆S

намическая функция

0

состояния системы,

∆Gð-öèè =

учитывающая энерге-

= ∑ni ∆Gi0(ïðîä. ð-öèè) −

тику и неупорядочен-

−∑ni ∆Gi0(èñõ. â-â)

ность системы в изо-

барных условиях

Понятие,

Обозначение,

Смысловое

параметр

единицы измерения

значение

Принцип

∆S → min

Производство энтропии

Пригожина

системой, находящейся в

∆τ

стационарном состоя-

нии, стремится к мини-

ìóìó

Химическое

àÀ + b P ñÑ + dD

Динамическое состояние

равновесие

обратимого процесса,

при котором скорости

прямой и обратной реак-

ций равны и которое ха-

рактеризуется постоянст-

вом параметров при по-

стоянных внешних усло-

âèÿõ

Принцип Ле

–

Если на систему, нахо-

Шателье

дящуюся в состоянии хи-

мического равновесия,

оказывать воздействие

путем изменения кон-

центрации реагентов,

давления, температуры,

то равновесие смещается

в направлении той реак-

ции, протекание которой

ослабляет это воздейст-

âèå

Константа

Kðàâí, (ìîëü/ë)∆n,

Равна отношению произ-

равновесия

ãäå ∆n зависит от

ведения равновесных

химической

значений стехиомет-

концентраций продуктов

реакции

рических коэффици-

реакции к произведению

ентов веществ.

равновесных концентра-

Для реакции

ций реагентов в степенях,

àÀ + b P ñÑ + dD

равных стехиометриче-

[C]c[D]d

ским коэффициентам

Kðàâí =

.

[A]a[B]b

Понятие,

Обозначение,

Смысловое

параметр

единицы измерения

значение

Уравнение

Для обратимой реакции

Позволяет

изотермы

àÀ + b P ñÑ + dD

рассчитать

Вант-Гоффа

∆Gð-öèè = ∆Gîð-öèè +

энергию Гиббса

cd(D) cc(C)

при заданных

значениях

+RT ln ca(A) cb(B)

концентраций

∆G

î

реагентов и

ð-öèè = –R Ò lnKðàâí

продуктов реак-

∆Gð-öèè = –R Ò lnKðàâí +

öèè

cd(D) cc(C)

+ RTln

ca(A) cb(B)

∆Gð-öèè = RT

d

(D) c

c

(C)

ln

c

− ln Kðàâí

a

b

c

(A) c

(B)

Закон дейст-

υ = k cnA(A) cnB(B)

Скорость реак-

вующих масс

ции пропорцио-

äëÿ

нальна произве-

кинетики

дению концен-

траций реаги-

рующих веществ

в степенях, ко-

торые называ-

ются порядками

реакции по со-

ответствующим

веществам

Порядок

ni

Показатель сте-

реакции по

пени, в которой

веществу

концентрация

реагента входит

в уравнение для

скорости хими-

ческой реакции

Понятие,

Обозначение,

Смысловое

параметр

единицы измерения

значение

Порядок может быть

любой величиной: це-

лой, дробной, положи-

тельной, нулем, отри-

цательной и даже пе-

ременной величиной,

зависящей от глубины

протекания реакции

Общий

n = nA + nB + …

Сумма порядков реак-

порядок

ции по всем реагентам

реакции

Средняя

υ, ìîëü/(ë ñ)

Усредненная скорость

скорость

υ=

1

∆ci

реакции за данный

реакции

промежуток времени;

ni

∆τ

n

– стехиометрический

i

коэффициент вещества

в реакции

Средняя

υi, ìîëü/(ë ñ)

Усредненная скорость

скорость

υ

=

∆ci

по веществу за данный

реакции по

промежуток времени

i

∆τ

веществу

Истинная

υ, ìîëü/(ë ñ)

Характеризует ско-

скорость

υ=

1

dci

рость реакции в дан-

реакции

ный момент времени

ni

dτ

(∆τ→0); ni – стехио-

метрический коэффи-

циент вещества в реак-

öèè

Истинная

υi, ìîëü/(ë ñ)

Характеризует ско-

скорость

υ =

dci

рость по веществу в

реакции по

данный момент време-

i

dτ

веществу

íè (∆τ → 0)

Константа

k, ñ–1 – для реакций

Индивидуальная ха-

скорости

1-го порядка;

рактеристика реакции,

реакции

ë/(ìîëü ñ) – äëÿ ðåàê-

численно равна скоро-

ций 2-го порядка

сти реакции при кон-

центрациях реагентов,

равных 1 моль/л

Понятие,

Обозначение,

Смысловое

параметр

единицы измерения

значение

Энергия

Ea, êÄæ/ìîëü

Минимальная избыточная

активации

энергия взаимодейству-

ющих частиц, достаточная

для того, чтобы эти части-

цы вступили в химическую

реакцию

Период полу-

τ1/2,

Время, за которое концен-

превращения

ñåê, ìèí, ÷àñ,

трация реагирующего ве-

сутки

щества уменьшается вдвое

Период

τ1/2,

Время, за которое количе-

полураспада

ñåê, ìèí, ÷àñû,

ство радиактивного веще-

сутки, годы

ства уменьшается в 2 раза

Кинетиче-

ñ = ñ

e–Kt,

Уравнение линейно отно-

ское уравне-

î

сительно переменных lnc

где е – основание

íèå äëÿ ðåàê-

натурального лога-

и t; k – константа скорости

öèé 1-ãî ïî-

рифма

реакции 1-го порядка;

рядка

ñ0 – концентрация исходно-

(интеграль-

lnc = lnco – kt

го вещества в начальный

ная форма)

момент времени; с – теку-

k = ln2

щая концентрация исход-

τ1/2

ного вещества в момент

времени t;

t – время, прошедшее от

начала реакции

Правило

T2 −T1

С увеличением температу-

Вант-Гоффа

υ2 = υ1 γ 10

ры на каждые 10 градусов

T2 −T1

скорость химической реак-

ции возрастает в 2–4 раза

k

= k γ 10

,

(для биохимических реак-

2

1

ãäå γ – темпера-

ций γ достигает значений

турный коэффи-

7–9)

циент скорости

реакции;

υ1 è υ2 – скорости

реакции при тем-

пературах Т1

è Ò2

соответственно

Понятие,

Обозначение,

Смысловое

параметр

единицы измерения

значение

Уравнение

−Ea

Устанавливает связь

Аррениуса

k =

A e

между константой

RT ,

где k – константа скоро-

скорости реакции,

сти реакции;

энергией активации

А – предэкспоненциаль-

и температурой

ный множитель;

Åà – энергия активации

lnk = ln A −

Ea

RT

ln

k2

= −

Ea

1

−

1

k1

R T2

T1

k

E

a

T

−T

ln

2

= −

1

2

T1 T2

k1

R

Åñëè À – const, òî

ln

k2

= −

Ea2 −Ea1

k1

RT