Энтропия и свободная энергия системы.

Введение

Методические указания к лабораторным работам предназначены для студентов инженерно-технических (нехимических) специальностей.

Для обеспечения безопасных условий труда в лаборатории в первую очередь необходимо, чтобы внимание студентов было полностью сосредоточено на выполняемой ими работе. Все операции должны выполняться тщательно и аккуратно, поэтому прежде чем приступить к работе, студенты должны изучить приведенные в настоящем руководстве правила по технике безопасности. В каждой лаборатории имеются инструкции по технике безопасности, изучив которые и получив дополнительный инструктаж от преподавателя, студенты приступают к выполнению лабораторных работ.

В процессе работы необходимо использовать только чистую химическую посуду, так как даже малейшие примеси могут привести не только к срыву опыта, но и к несчастному случаю. Рабочий стол следует содержать в чистоте и не в коем случае не загромождать посторонними предметами.

Студенты должны научиться ясно и точно описывать проведенные ими опыты. Для этого по каждой работе, выполненной в лаборатории, они составляют отчет.

Описание лабораторной работы ведется в процессе ее выполнения или сразу же после окончания. В отчете должно быть отражено, что происходило в ходе реакции: появление или исчезновение окраски или осадка, выделение газа, самопроизвольное повышение температуры и т.д., как контролировалось течение реакции.

 

Лабораторная работа № 1.

Тепловой эффект химических реакций.

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Определение опытным путем энтальпии растворения вещества.

2. РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ: Определить экспериментально изменение температуры калориметрической жидкости в зависимости от времени. Рассчитать тепловой эффект реакции.

3. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ:

Все процессы, имеющие значение в химии - химические реакции, реакции растворения, реакции диссоциации, фазовые переходы, кристаллизации, сопровождаются различными энергетическими эффектами.

Превращение энергии из одной формы в другую, происходящее при химических реакциях, изучает химическая термодинамика.

Количество теплоты, выделяющиеся или поглощающееся при химической реакции называется тепловым эффектом реакции. Тепловой эффект химической реакции, протекающий при постоянном давлении равен изменению энтальпии Δ Н. В термохимии приняты следующие знаки: если система выделяет тепло в окружающую среду, то реакция называется экзотермической, величина Н имеет знак «-» (Δ Н<0). Если система поглощает тепло из окружающей среды реакция называется эндотермической и величина Н имеет знак «+» (Δ Н>0).

Основным законом термохимии является закон Гесса: «Тепловой эффект химической реакции зависит только от начального и конечного состояний реагирующих веществ и не зависит от промежуточных стадий процесса».

Для химический расчетов важна энтальпия образования сложного вещества. Если исходные вещества и продукты реакции находятся в стандартных условиях (Т=298 К и р=101,3 кПа), то энтальпия образования 1 моль вещества называется стандартной энтальпией образования. Она обозначается Нº₂₉₈ . Стандартные энтальпии простых веществ принимаются равными нулю. Значения стандартных энтальпий образования приводятся в таблице справочной литературы.

Следствием закона Гесса является соотношение:

     продуктов       исходных веществ

 

Тепловые эффекты, сопровождающие химические реакции, измеряют в специальных приборах калориметрах.

ЭНТРОПИЯ И СВОБОДНАЯ ЭНЕРГИЯ СИСТЕМЫ.