Енергетика та напрямок хімічних реакцій

1. Значення теми: Знання основ хімічної термодинаміки необхідно для розуміння основ енергетики біохімічних і біологічних процесів, які вивчаються біохімією, біофізикою та фізіологією. Вміння розрахувати і практично визначити теплові ефекти хімічних реакцій необхідні для розуміння і визначення енергетичних характеристик біохімічних процесів організму людини.

2. Питання, що підлягають вивченню:

2.1. Предмет хімічної термодинаміки. Характеристика термодинамічних систем та їх стану.

2.2. Перший закон термодинаміки. Поглинання та випромінювання різних видів енергії при хімічних перетвореннях. Внутрішня енергія та ентальпія. Тепловий ефект ізобарного та ізохорного процесів. Термохімічні рівняння, їх особливості.

2.3. Закон Гесса та його наслідки. Стандартні умови та стандартні значення ентальпії утворення та згоряння речовин. Розрахунки теплових ефектів хімічних реакцій, процесів розчинення речовин, дисоціації кислот та основ.

2.4. Другий закон термодинаміки. Ентропія як міра безпорядку системи (рівняння Больцмана).

2.5. Енергія Гібса як критерій самочинного протікання хімічних реакцій та характеристики термодинамічної стійкості хімічних сполук.

2.6. Значення термохімічних розрахунків для енергетичної характеристики біохімічних процесів. Підпорядкованість живих організмів законам термодинаміки.

3. Література:

3.1. Конспект лекції.

3.2. Левітін Є.Я. та ін. Загальна та неорганічна хімія. Підручник. Вінниця: НОВА КНИГА, 2003.— стор. 126–139.

3.3. Григор’єва та ін. Загальна хімія. 1991. с. 104–114

3.4. Глинка Н.Л. Общая химия. — Л.: „Химия”, 1986г. — с. 158–196.

3.5. Садовничая Л.П., Хухрянский В.Г., Циганенко А.Я., Биофизическая химия, 1986, с. 8–29, 35–37.

4. Завдання для закріплення матеріалу:

4.1. При зберіганні пшеничного борошна вуглеводи, що містяться в ньому, повільно окислюються з виділенням тепла. Знайти тепловий ефект реакції, якщо теплоти утворення речовин дорівнюють:

Н^о_утв.(CO₂) = –393,6 кДж/моль,

Н^о_утв.(H₂O) = –285,6 кДж/моль,

Н^о_утв.(C₆H₁₂O₆) = –1272,45 кДж/моль.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4.2. Реакція окислення оксиду вуглецю(ІІ) іде за рівнянням:

CO_(г.) + O_2(г.) CO_2(г.); Н^о = –264,7 кДж.

Скільки літрів вуглецю(ІІ) треба спалити, щоб утворилось 4,187 кДж теплоти?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4.3. Чи є можливою реакція: NO_(г.) + O_2(г.) NO_2(г.); якщо G^о_утв.NO = 126,8 кДж/моль; G^о_утв.NO₂ = 51,8 кДж/моль?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4.4. Розрахуйте зміну ентропії при плавленні 3 моль оцтової кислоти (СН₃СООН), якщо температура плавлення 16,6^ОС, а теплота плавлення ( Н) –194Дж/г.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________