Билет 9)Энергетермические эффекты хим. Реакций. Внутренняя энергия. Энтальпия. Закон Гесса Термохимические расчеты.

Хим термодинамика – науку изучающая превращения при химических реакциях одних видов энергии и работы в другие. Химические реакции протекают с выделением или с поглощением энергии. Выделение теплоты при некоторых реакциях свидетельствует о наличии в них скрытой формы энергии. Такая форма энергии, освобождающаяся при некоторых хим реакциях называется внутренней энергией.

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ тела, складывается из кинетической энергии молекул тела и их структурных единиц (атомов, электронов, ядер), энергии взаимодействия атомов в молекулах и т. д. Во внутреннюю энергию не входит энергия движения тела как целого и потенциальная энергия, которой может обладать тело в каком-либо силовом поле (гравитационном, магнитном и др.).

Изменение внутренней энергии системы можно определять по 1 началу термодинамики где Q- количество теплоты, U- изменение внутренней энергии, W-работа против внешних сил.

При постоянном давлении и при условии что в процессе совершается только работа расширения имеем:Величина H называется ЭНТАЛЬПИЕЙ системы. Т.е. Теплота в изобарном процессе расходуется на изменение энтальпии системы. Расчёт Энтальпия аналогичен расчёту внутр энергии с той лишь разницей что он проводится в условиях постоянного давления. Итак: - количество вещества;Если теплота выделяется то H<0, реакция экзотермическая. Если H>0 то реакция эндотермическая, теплота поглощаетсяЭнерг эффект хим реакции может проявляться в чисто тепловой, связ с изменением внутр эн сис, например реакция нейтрализации в разбавленном растворе: H⁺ + OH^- = H₂O + 57 кДж

1 закон термохимии:если при образовании какого-либо соединения выделяется или поглощается некоторое количество теплоты то при разложении этого же элемента в тех же условиях выделяется или поглощается равное количество теплоты. Иными словами: Изменения энтальпии при образовании 1 моля сложного вещества называют энтальпией образования вещества.

2 закон термохимм ЗАКОН ГЕССА:Закон Гесса является частным случаем з.с. Энергии:

Тепловой эффект реакции зависит только от начального и конечного состояния веществ и не зависит от промежуточных состояний процесса.

Следствие из закона Гесса:

Тепловой эффект химической реакции равен сумме энтальпий образования получающихся веществ за вычетом суммы энтальпий образования исходных веществ.

Билет 10) Химическое сродство. Свободная энергия Гиббса. Направление химических реакций. Энтропия. Энтальпийный и энтропийный факторы энергии Гиббса.

Химическое сродство, термин, применяющийся для характеристики способности данных веществ к химическому взаимодействию между собой или для характеристики степени устойчивости получающегося при этом соединения к разложению на исходные вещества. Вант-Гофф, исходя из второго закона термодинамики, доказал (1883), что направление самопроизвольной реакции определяется не тепловым её эффектом, а максимальной полезной работой. При этом он вывел уравнение, количественно выражающее зависимость указанной величины от концентрации веществ, участвующих в реакции, и зависимость направления реакции от соотношения между этими концентрациями. В настоящее время вместо максимальной работы рассматривают изменения изобарно-изотермического потенциала.

Макросостояние тем более вероятно чем большим числом микросостояний оно может осуществиться.

Энтропия — это величина пропорциональная логарифму вероятности осуществления данного макросостояния.

Энтропия 1 моля вещества связяна с числом ω равновероятных микроскопических состояний (термодинамической вероятностью), которыми можно реализовать данное макоскопическое состояние, уравнением:

При обратимом процессе: при адиабатном

Если процесс обратимый и изобраный то

В замкнутых системах процесы могут протекать только в направлении увеличения энтропии

Для изотермических реакций, протекающих при постоянном давлении, функцией, отражающей направление протекания процесса, как тенденции к уменьшению внутренней энергии, так и к достижению наиболее вероятного состояния системы, является: энергия Гиббса(свободная энтальнпия).

Можно сказать что в условиях постоянства температуры и давления реакции протекают самопроизвольно в сторону уменьшения энергии.

При низких температурах absзначит

При всоких температурах имеем обратное соотношение

при ∆G > 0 реакция невозможна; при ∆G = 0 система находится в равновесии. Возможность самопроизвольной реакции в изолированной системе определяется сочетанием знаков энергетического (энтальпийного) и энтропийного факторов:

∆H	∆S	Возможность самопроизвольной реакции
+	-	Нет
-	+	Да
-	-	Зависит от соотношения ∆H и T∆ S
+	+	То же самое