Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


“ема 9 ≈нергетика х≥м≥чних реакц≥й




ѕриклад 1. як≥ пон€тт€ найчаст≥ше використовуютьс€ в термодинам≥ц≥ (див. додаток √).

¬≥дпов≥дь:

≈нерг≥€ (терм≥н грецького походженн€) Ц це здатн≥сть системи виконувати роботу.

ќдиниц≥ вим≥рюванн€ енерг≥њ ≥ роботи в систем≥
—≤ Ц ƒжоуль (ƒж).

¬ид≥в енерг≥њ Ї багато: св≥тло, теплота, х≥м≥чна, €дерна ≥ т. д. ћатер≥€ м≥стить енерг≥ю у вигл€д≥ двох складових: к≥нетичну ≥ потенц≥альну.  ≥нетична енерг≥€ матер≥њ Ц це енерг≥€ на молекул€рному р≥вн≥. јтоми, йони або молекули у твердому т≥л≥ коливаютьс€, перем≥щуютьс€ або обертаютьс€.  ≥нетична енерг≥€ залежить в≥д маси (m) ≥ швидкост≥ (v) ≥ дор≥внюЇ 1/2 mv2 .

ѕотенц≥альна енерг≥€ матер≥њ виникаЇ €к результат зм≥ни положенн€ одного атома в≥дносно ≥ншого. –озрив ≥ виникненн€ нових звТ€зк≥в супроводжуЇтьс€ зм≥ною потенц≥альноњ енерг≥њ. ѕотенц≥альна енерг≥€ Ц це енерг≥€ положенн€ системи по в≥дношенню до центру «емл≥ (або енерг≥њ, €ку запасло т≥ло).

якщо два т≥ла реагують, наприклад:

Ca(тв)+I2(тв) → Ca I2(тв),

то зм≥на к≥нетичноњ енерг≥њ незначна, потенц≥альна енерг≥€ зм≥нюЇтьс€ суттЇво, так €к х≥м≥чн≥ звТ€зки в продуктах реакц≥њ в≥др≥зн€ютьс€ в≥д звТ€зк≥в реагент≥в.

≤ншою характеристикою матер≥њ Ї внутр≥шн€ енерг≥€ (U). ÷е повна енерг≥€ системи (за вин€тком потенц≥альноњ енерг≥њ системи в ц≥лому), €ка складаЇтьс€ з енерг≥њ руху молекул, енерг≥њ м≥жмолекул€рного звТ€зку, енерг≥њ руху атом≥в у молекулах.

’арактерною ознакою х≥м≥чних перетворень Ї зм≥на внутр≥шньоњ енерг≥њ реагуючих речовин ≥ молекул, €ка призводить до вид≥ленн€ або поглинанн€ теплоти, електричного струму, св≥тла та ≥н. вид≥в енерг≥њ.

Ќаприклад:

1. «гор€нн€ багатьох речовин (вуглецю, метану, ацетилену, с≥рки, фосфору) в≥дбуваЇтьс€ з вид≥ленн€м теплоти ≥ св≥тла.

2. –озкладанн€ б≥льшост≥ оксид≥в ≥ солей (NaNO3, KMnO4, CaCO3, HgO, MnO2) Ц з поглинанн€м теплоти.

3. ѕ≥д час роботи гальван≥чного елемента енерг≥€ х≥м≥чноњ реакц≥њ перетворюЇтьс€ в електричну ≥ навпаки, п≥д час електрол≥зу, за рахунок електричного струму можна зд≥йснити розкладанн€ вих≥дних речовин (з води можна одержати кисень ≥ водень).

4. ’≥м≥чна енерг≥€ перетворюЇтьс€ в механ≥чну п≥д час постр≥лу р≥зних вид≥в зброњ.

ќтже, вс≥ х≥м≥чн≥ реакц≥њ супроводжуютьс€ перетворенн€м х≥м≥чноњ енерг≥њ в ≥нш≥ форми.

–еакц≥йна здатн≥сть речовин визначаЇтьс€ на основ≥ к≥льк≥сних критер≥њв. ¬они повТ€зан≥ з двома факторами Ц термодинам≥чним ≥ к≥нетичним.

“ермодинам≥чний фактор по€снюЇ можлив≥сть (чи неможлив≥сть) зд≥йсненн€ обраного процесу за певних умов, к≥нетичний розкриваЇ швидк≥сть переб≥гу реакц≥њ в≥д р≥зних умов та шл€хи њњ переб≥гу (механ≥зм, стад≥њ).

¬≥дпов≥дь на питанн€ про руш≥йну силу реакц≥њ ≥ чому певн≥ речовини взаЇмод≥ють м≥ж собою даЇ термодинам≥ка. —лово термодинам≥ка походить в≥д грецьких сл≥в УтермосФ (теплота) ≥ УдинамосФ (сила, рух).

“ермодинам≥ка Ц це наука, що вивчаЇ перетворенн€ енерг≥њ з одн≥Їњ форми в ≥ншу та перех≥д в≥д одн≥Їњ частини системи до другоњ п≥д час р≥зних процес≥в, досл≥джуЇ межу самочинного переб≥гу процес≥в за певних умов.

–озр≥зн€ють класичну, статистичну ≥ х≥м≥чну термодинам≥ку.

 ласична термодинам≥ка займаЇтьс€ досл≥дженн€м енерг≥њ ≥ роботи. ѕроте не використовуЇ у€вленн€ про молекул€рну будову речовин.

—татистична термодинам≥ка повТ€зуЇ макровластивост≥ системи з њњ м≥кроструктурою, законами статистики (поск≥льки система складаЇтьс€ ≥з великоњ к≥лькост≥ частинок, €к≥ перебувають у хаотичному рус≥). ÷€ наука використовуЇ математичн≥ методи квантовоњ теор≥њ.

’≥м≥чна термодинам≥ка вивчаЇ перетворенн€ енерг≥њ п≥д час х≥м≥чних реакц≥й ≥ здатн≥сть х≥м≥чних систем зд≥йснювати корисну роботу. «нанн€ законом≥рностей термодинам≥ки дозвол€Ї:

  • передбачити можливу взаЇмод≥ю м≥ж речовинами за певних умов;
  • передбачити до €коњ меж≥ може в≥дбуватис€ реакц≥€ перш, н≥ж встановитьс€ х≥м≥чна р≥вновага;
  • вибрати оптимальн≥ умови проведенн€ процесу, €кий забезпечуЇ максимальний вих≥д потр≥бних продукт≥в;
  • дл€ розрахунку к≥лькост≥ енерг≥њ, €ка теоретично необх≥дна дл€ проведенн€ реакц≥њ або, навпаки, повинна вид≥литис€ п≥д час њњ самов≥льного проходженн€.

“ермодинам≥ка оперуЇ пон€тт€ми, €к≥ часто використовуютьс€ в природничих науках.

—истема Ц це т≥ло або групи т≥л дл€ досл≥дженн€ у€вно в≥докремлених в≥д середовища, що њх оточуЇ. «алежно в≥д поставленого завданн€, системою можна обрати проб≥рку з розчином, заводський реактор або доменну п≥ч; кристалик сол≥ чи планету «емл€ та ≥нш≥.

≤зольован≥ системи Ц це так≥, що не обм≥нюютьс€ з ≥ншими н≥ речовиною, н≥ енерг≥Їю. ѕрикладом ≥зольованоњ системи з де€кими наближенн€ми Ї закритий реактор з термо≥зол€ц≥Їю.

«акрит≥ системи Ц це так≥, що не обм≥нюютьс€ з ≥ншими системами речовиною але обм≥нюютьс€ енерг≥Їю. Ќаприклад, закрита колба в €к≥й в≥дбуваЇтьс€ реакц≥€, що супроводжуЇтьс€ розс≥юванн€м теплоти.

¬≥дкрит≥ системи Ц т≥, що обм≥нюютьс€ з ≥ншими речовиною та енерг≥Їю. Ќаприклад, в≥дкрита колба, в €к≥й в≥дбуваЇтьс€ реакц≥€, €ка супроводжуЇтьс€ нагр≥ванн€м чи охолодженн€м ≥ вид≥ленн€м речовини або вбиранн€м њњ з навколишнього середовища.

« погл€ду внутр≥шньоњ структури системи под≥л€ютьс€ на гомогенн≥ (однор≥дн≥) ≥ гетерогенн≥ (неоднор≥дн≥). ” раз≥ гетерогенних систем вводитьс€ пон€тт€ про фази.

‘ази це однор≥дн≥ частинки систем в≥докремлен≥ в≥д ≥нших граничними поверхн€ми под≥лу. Ќаприклад, л≥д - вода Ц пара (трифазна система), вода Ц л≥д (двофазна система).

—истема, в €к≥й в≥дсутн€ газова фаза, називаЇтьс€ конденсованою (наприклад, кристали металу в його
розплав≥).

—укупн≥сть вс≥х ф≥зичних ≥ х≥м≥чних властивостей системи характеризуЇ њњ стан.

«м≥на €ких-небудь властивостей системи означаЇ зм≥ну њњ стану. ¬еличини, €к≥ характеризують стан системи ≥ можуть бути безпосередньо вим≥р€н≥, називають термодинам≥чними параметрами стану.

ќсновними параметрами стану Ї: тиск (), обТЇм (V),температура (), концентрац≥€ ().

ћатематичне р≥вн€нн€, €ке звТ€зуЇ параметри стану, називають р≥вн€нн€м стану:

PV=(m/M)RT або PV=νRT





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-11-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 563 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ќачинать всегда стоит с того, что сеет сомнени€. © Ѕорис —тругацкий
==> читать все изречени€...

2122 - | 1893 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.011 с.