- •Б.Я. Брянский, т.А. Калинина
- •1.1. Основные понятия химической термодинамики 7
- •1. Конспект теоретического материала
- •1.1. Основные понятия химической термодинамики
- •1.1.1. Термодинамическая система
- •1.1.2. Состояния, свойства термодинамической системы.
- •1.2.1. Уравнение состояния термодинамической системы. Нулевой
- •1.2.2. Идеальный газ и его уравнение состояния
- •1.2.3. Реальный газ и его уравнения состояния
- •В критической точке одному давлению соответствует не три объёма, а один (см. Рис.1). Следовательно, для этой точки кубическое уравнение принимает следующий вид:
- •1.3. Первый закон термодинамики
- •1.3.1. Функции состояния и формы обмена энергией
- •1.3.2. Содержание первого закона термодинамики
- •1. При поглощении теплоты система увеличивает внутреннюю энергию и совершает работу:
- •2. При уменьшении внутренней энергии система выделяет теплоту и совершает работу:
- •1.3.3. Расчёт работы
- •1.3.4. Расчёт теплоты. Теплоёмкость
- •1.3.5. Адиабатический процесс
- •1.4. Начальные понятия термохимии
- •1.4.1. Тепловой эффект химической реакции с точки зрения
- •1.4.2. Стандартные молярные энтальпии (смэ) реакций и фазовых
- •1.5. Термохимические расчёты
- •1.5.1. Расчёт стандартной энтальпии реакции через стандартные энтальпии образования участников реакции
- •1.5.2. Расчёт стандартной энтальпии реакции через стандартные энтальпии сгорания участников реакции
- •1.5.3. Расчёт стандартной энтальпии реакции через энергии связей участников реакции
- •1.5.4. Расчёт стандартной энтальпии решётки (цикл Борна-Габера)
- •1.5.5. Расчёт стандартной энтальпии гидратации и
- •1.5.6. Расчёт энтальпии реакции при произвольной температуре
- •1.5.7. Связь энтальпии реакции с изменением внутренней энергии
- •1.6. Энтропия и второй закон термодинамики
- •1.6.1. Энтропия и её статистический смысл
- •1.6.2. Второй закон термодинамики
- •1.6.3. Расчёты изменения энтропии в равновесных процессах
- •1.7. Применение второго закона термодинамики к неизолированным изотермическим системам
- •1.7.1. Энергии Гельмгольца и Гиббса
- •1.7.2. Расчёт энергии Гиббса реакции
- •1.7.3. Термодинамические потенциалы. Соотношения Максвелла
- •1.8. Закон действующих масс
- •1.8.1. Химический потенциал. Фундаментальное уравнение Гиббса
- •1.8.2. Вывод закона действующих масс
- •1.8.3. Принцип Ле Шателье – Брауна
- •2. Лабораторные работы по термохимии
- •2.1. Общие замечания.
- •2.2. Определение постоянной калориметра
- •2.3. Лабораторная работа 1. Определение парциальной мольной энтальпии растворения вещества
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2.4. Лабораторная работа № 2. Определение теплоты реакции нейтрализации сильной кислоты сильным основанием
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2.5. Лабораторная работа № 3. Определение теплоты диссоциации слабой кислоты
- •Порядок выполнения работы
- •1. Определяют постоянную калориметра (см. П.2.1).
- •3. Определение теплоты реакции нейтрализации (Qнейтр) проводят по методике предыдущей лабораторной работы или используют табличные данные (по указанию преподавателя).
- •8. Рассчитывают теплоту реакции нейтрализации соляной кислоты гидроксидом натрия (Qнейтр) по методике предыдущей работы, либо используют справочные данные.
- •Контрольные вопросы
- •2.6. Лабораторная работа № 4. Определение теплоты гидратообразования соли
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2.7. Лабораторная работа № 5. Определение теплоты реакции окисления щавелевой кислоты перманганатом калия
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2.8. Лабораторная работа № 6. Определение теплоты испарения органических жидкостей
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •5. Рассчитайте изменение внутренней энергии при испарении 1 моль органической жидкости, теплоту испарения которой вы определили экспериментально.
- •3. Рекомендации к практическим занятиям
- •3.1. Рекомендации для успешного решения задач
- •3.2. Материалы к практическим занятиям
- •3.2.1. Уравнения состояния идеальных и реальных газовых систем
- •3.2.2. Первый закон термодинамики. Вычисление внутренней энергии,
- •3.2.3. Тепловой эффект химической реакции. Закон Гесса. Зависимость теплового эффекта от температуры. Формула Кирхгофа
- •3.2.4. Второй закон термодинамики. Вычисление изменения энтропии в различных процессах. Расчёт абсолютной энтропии веществ
- •3.2.5. Термодинамические потенциалы. Соотношения Максвелла
- •3.2.6. Закон действующих масс. Расчёт равновесного состава
- •3.2.7. Уравнение изотермы химической реакции
- •3.2.8. Зависимость константы равновесия от температуры. Уравнения
- •3.2.9. Методы расчета константы равновесия и энергии Гиббса реакции
- •4. Методические рекомедации и справочные материалы
- •4.1. Основные правила работы при проведении лабораторных работ по термохимии
- •4.2. Основные правила построения и оформления графиков
- •4.3. Рекомендации по применению международной системы единиц си
- •4.4.Таблицы физико-химических данных
- •Литература
- •Дополнительная
- •Часть 1 Издательство ОмГу
- •644077, Г. Омск, пр. Мира, 55а, госуниверситет
4. Методические рекомедации и справочные материалы
4.1. Основные правила работы при проведении лабораторных работ по термохимии
1. Проявляйте осторожность, соблюдайте порядок и чистоту на рабочем месте, выполняйте правила техники безопасности. Беспорядочность, поспешность в работе и нарушение техники безопасности могут привести к несчастным случаям. Студент должен пройти соответствующий инструктаж и расписаться в журнале по технике безопасности.
2. Перед началом работы: а) твёрдо уясните последовательность всех её стадий; б) проверьте наличие и надежность посуды, приборов и других предметов, необходимых для её проведения; в) освободите рабочее место от ненужных предметов и материалов.
3. Приступайте к выполнению работы только после разрешения преподавателя.
4. Не отвлекайтесь сами и не отвлекайте других от работы посторонними разговорами.
5. Все работы, связанные с выделением вредных паров и газов, производите только в вытяжных шкафах при исправно действующей вентиляции.
6. Аккуратно обращайтесь с ртутьсодержащим термометром Бекмана. В случае разлива ртути немедленно сообщите об этом лаборанту или преподавателю. Разлитую ртуть соберите медной проволочкой (петлей), смоченной раствором азотной кислоты (1:1). Место, на котором была разлита ртуть, засыпьте серой. Через 6-8 часов это место промойте раствором азотной кислоты (1:1). Собранную ртуть сдайте заведующему лабораториями.
7. Случайно пролитые растворы реактивов следует собрать и слить в специальные склянки «Для слива реактивов». Не бросайте в раковину фильтровальную бумагу и различные твёрдые отходы – их собирают в специальные ёмкости «Для твёрдых отходов».
8. В лаборатории категорически запрещен приём пищи.
9. При обнаружении каких-либо неисправностей приборов, установок, посуды немедленно прекратите работу и поставьте в известность преподавателя или лаборанта.
10. По окончании работы студент должен убрать на место реактивы, вымыть лабораторную посуду, отключить приборы от источников питания и затем тщательно вымыть руки с мылом.
4.2. Основные правила построения и оформления графиков
1. На миллиметровую бумагу нанесите оси прямоугольной системы координат. Для аргумента всегда используйте ось абсцисс, для функции – ось ординат. Масштаб на каждой из осей должен быть равномерный. В конце осей укажите соответствующую величину и единицы её измерения. Обычно туда же выносится и порядок масштаба (10n). Все надписи и цифровые значения должны быть достаточно крупными.
2. Масштаб выбирайте так, чтобы кривые занимали практически всё поле графика. При этом отсчет аргумента и функции не обязательно начинать с нуля. За единицу масштаба выбирайте числа, кратные 2, 4, 5 или эти же цифры, умноженные на 10n (n – целое число).
3. Экспериментальные точки на график наносите отчётливо, выделяя их кружочками небольшого радиуса, крестиками, квадратиками и т.д.
4. Как правило, физико-химические зависимости – это плавные линии. Экспериментальные точки вследствие ошибок измерений не ложатся строго на зависимость, а группируются вокруг неё случайным образом. Поэтому не соединяйте соседние экспериментальные точки на графике прямыми, получая в результате ломаную линию. Кривую проводите в виде плавной линии с помощью линейки или лекала, как можно ближе к экспериментальным точкам. На каждом участке графика точки располагайте примерно так, чтобы суммы расстояний от них до линии по обе стороны кривой были равны.
5. Каждой кривой, изображённой на одном графике, присвойте номер. В подписи к графику поместите необходимые данные, описывающие каждую из приведенных зависимостей.
6. Готовые графики подклейте в рабочей тетради.