Это наука, изучающая состав, строения, свойства веществ, а также процессы превращения одних веществ в другие


НазваниеЭто наука, изучающая состав, строения, свойства веществ, а также процессы превращения одних веществ в другие
страница1/8
Дата публикации19.03.2013
Размер0.83 Mb.
ТипДокументы
userdocs.ru > Химия > Документы
  1   2   3   4   5   6   7   8
1 Химия – это наука, изучающая состав, строения, свойства веществ, а также процессы превращения одних веществ в другие.

Химия окружающей среды включает в себя более узкие разделы химии, такие, как геохимияхимия почвгидрохимияхимия атмосферыхимия природных соединений органического происхождения и др. Химия окружающей среды изучает химические процессы во всех оболочках Земли, в том числе в биосфере, изучает миграции и превращения всех химических соединений, в том числе природных и антропогенных загрязнителей.

В последнее время, в связи со значительно возросшим масштабом воздействия человека на окружающую среду, со значительно возросшим количеством загрязняющих веществ антропогенного происхождения, в химии окружающей среды выделяют экологическую химию, изучающую те химические процессы в земных оболочках, которые происходят под влиянием человеческой деятельности.

2Химическая система - это индивидуальные вещества или смеси веществ, отделенные от окружающей среды реальной или воображаемй поверхностью раздела. Взаимодействие системы и окружающей среды рассматривается только с точки зрения обмена веществом или энергией.

системы подразделяются :

на открытые - обмениваются со средой и веществом и энергией; 

изолированные - не обмениваются со средой ни веществом, ни энергией; 

закрытые - обмениваются со средой только энергией.

Внутренняя энергия- энергия теплового движения частиц, химическая и ядерная энергия, определяющая поступательное, колебательное и вращательное движение молекул, внутримолекулярное взаимодействие и колебание атомов, энергию вращения электронов

U = G + Wсв

Свободная энергия (G) – та часть внутренней энергии, которая может быть использована для совершения работы.

Связанная энергия(Wсв) – та часть энергии, которую нельзя превратить в работу.

3. Тепловые эффекты химических реакций. Химическая реакция заключается в разрыве одних и образовании других связей, поэтому она сопровождается выделением или поглощением энергии в виде теплоты, света, работы расширения образовавшихся газов.

По признаку выделения или поглощения теплоты реакции делятся на экзотермические и эндотермические.

Количество теплоты, которое выделяется или поглощается в результате реакций между определенными количествами реагентов, называют тепловым эффектом химической реакции и обычно обозначают символом Q.

Наряду с тепловым эффектом термохимические процессы очень часто характеризуют разностью энтальпий D H продуктов реакции и исходных веществ.

Энтальпия Н — это определенное свойство вещества, оно является мерой энергии, накапливаемой веществом при его образовании.

Процессы, протекающие при постоянном давлении, встречаются гораздо чаще, чем те, которые протекают при постоянном объеме, так как большинство из них проводится в открытых сосудах. Доказано, что в химических процессах, протекающих при постоянном давлении, выделившееся (или поглощенное) тепло есть мера уменьшения (или соответственно увеличения) энтальпии реакции D H.

При экзотермических реакциях, когда тепло выделяется, D Н отрицательно. При эндотермических реакциях (тепло поглощается) и D H положительно.

Термохимические уравнения. : Термохимические уравнения включают в себя кроме химических формул тепловой эффект реакции

http://www.chemistry.narod.ru/himiya/image1353.gifhttp://www.chemistry.narod.ru/himiya/image7.gif

Теплота образования химических соединений. Теплотой образования соединения называется количество теплоты, которое выделяется или поглощается при образовании одного моля химического соединения из простых веществ при стандартных условиях (р = 105 Па, T = 298 К). Она измеряется в кДж/моль. Согласно этому определению, теплота образования простого вещества при стандартных условиях равна О.

Изменение энтальпии D Н зависит от давления и температуры. Поэтому для того, чтобы облегчить сравнение термохимических данных для различных реакций, были приняты определенные стандартные состояния (условия).

При написании термохимических уравнений твердое вещество, жидкость и газ обязательно обозначаются символами (тв), (ж) и (г) соответственно, поскольку изменение энтальпии зависит от агрегатного состояния реагирующих веществ и продуктов реакции. Стандартное состояние: для газа — состояние чистого газа при 105 Па; для жидкости — состояние чистой жидкости при 105 Падля твердого вещества — наиболее устойчивое при давлении 105 Па кристаллическое состояние, например графит у углерода, ромбическая сера у серы и т. п. Стандартное состояние всегда относится к 298 К.

^ Закон Гесса и его следствия. Важнейшим законом, на котором основано большинство термохимических расчетов, является закон Гесса (его называют также законом суммы тепловых эффектов).

Тепловой эффект химической реакции зависит от состояния исходных веществ и продуктов реакции, но не зависит от промежуточных стадий реакций.
Особенно удобно проводить такие расчеты, используя следствия, непосредственно вытекающие из закона Гесса:

Тепловой эффект химической реакции равен разности суммы теплот образования продуктов реакции и суммы теплот образования исходных веществ (суммирование проводится с учетом числа молей веществ, участвующих в реакции, т. е. стехиометрических коэффициентов в уравнении протекающей реакции):


4Энтропия (от греч. entropía - поворот, превращение), понятие, впервые введенное в термодинамике для определения меры необратимого рассеяния энергии. Энтропия (S) – термодинамическая функция состояния, которая служит мерой беспорядка (неупорядоченности) системы. Возможность протекания эндотермических процессов обусловлена изменением энтропии, ибо в изолированных системах энтропия самопроизвольно протекающего процесса увеличивается ΔS > 0 (второй закон термодинамики).

Процессы, протекающие без подвода энергии от внешнего источника, называются самопроизвольными. Самопроизвольно протекает большинство экзотермических реакций : реакции горения, образования ржавчины на металле, взаимодействия активных металлов с растворами кислот и водой и пр. Но существуют самопроизвольные и эндотермические процессы, например, растворение некоторых солей в воде. Следовательно, кроме энтальпийного фактора имеется другая движущая сила самопроизвольных процессов. энтропия зависит от:

  • агрегатного состояния вещества. Энтропия увеличивается при переходе от твердого к жидкому и особенно к газообразному состоянию (вода, лед, пар).

  • изотопного состава (H2O и D2O).

  • молекулярной массы однотипных соединений (CH4, C2H6, н-C4H10).

  • строения молекулы (н-C4H10, изо-C4H10).

  • кристаллической структуры (аллотропии) – алмаз, графит.


Произведение изменения энтропии системы на температуру T ΔS количественно оценивает эту тендецию и называется энтропийным фактором.

5Свободная энергия Гиббса (или просто энергия Гиббса, или потенциал Гиббса, или термодинамический потенциал в узком смысле) — это величина, показывающая изменение энергии в ходе химической реакции и дающая таким образом ответ на принципиальную возможность протекания химической реакции; это термодинамический потенциал следующего вида:

\,\!g=u+pv-ts,

где U — внутренняя энергияP — давлениеV — объемT — абсолютная температураS — энтропия.

Энергию Гиббса можно понимать как полную химическую энергию системы (кристалла, жидкости и т. д.)

Понятие энергии Гиббса широко используется в термодинамике и химии.

Самопроизвольные реакции называются – экзергоническими, несамопроизвольные – эндергоническими.

В ходе самопроизвольности процесса энергия Гиббса уменьшается до определенной величины, принимая минимально возможное для данной системы значение. Дальнейшее изменение энергии Гиббса при неизменных условиях невозможно, и система переходит в состояние химического равновесия.

6Скорость химической реакции - это изменение концентрации какого-либо из реагирующих веществ в единицу времени в определённом объёме или на определённой поверхности.

Если реакция протекает идеально, то для оценки скорости достаточно пользоваться понятием средняя скорость. В этом случае рассматривают изменение концентрации вещества за некоторый промежуток времени и относят это изменение к единице времени V = ±(c2-c1)/(τ21)=±Δc/Δτ.. Важно знать, по какому веществу оценивается скорость реакции. Если это исходное вещество, то концентрация его убывает V= - Δc/Δτ. Если контроль ведут по продукту реакции, то концентрация его возрастает V= + Δc/Δτ.

Если реакция протекает сложно, то для оценки протекания химического процесса пользуются понятием истинная скорость химической реакции. Её можно определить математически и графически. Истинная скорость – это скорость реакции в данный момент времени. Причём в разные моменты она разная. Чем меньше рассматриваемый промежуток времени, тем точнее определяется скорость химической реакции. Vист= ± Δc/Δτ

Графическая скорость определяют по тангенсу угла наклона прямой к оси времени, т.е. Δс/Δτ = tg α.

Математическое выражение скорости представляет собой производную концентрации во времени: Vист=± dc/dτ. В этом случае концентрация контролируемого вещества вполне определённа и её выражают в моль/л.

закон действующих масс: при постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ. nА + mB=gD, v=k CА n CВ m.

молекулярность реакции – это число молекул, участвующих в элементарном акте химического взаимодействия. По этому признаку различают мономолекулярные, бимолекулярные и тримолекулярные реакции.

Порядок реакции — это сумма показателей степеней концентрации веществ в уравнении закона действующих масс. СuО(к) + Н2 (г) = Сu (к) + Н2О(г), v=kC(H2), H2 + I2 = 2HI, v =kC(H2)C(I2).

энергией активации - избыточная энергия, которой должны обладать молекулы для того, чтобы их столкновение могло привести к образованию нового вещества, называется энергией активации. Молекулы, обладающие такой энергией, называются активными молекулами. С ростом температуры число таких молекул возрастает, поэтому скорость реакции тоже должна увеличиваться.

Факторы, влияющие на скорость химической реакции.

1.Температура (Скорость химических реакций, как правило, при повышении температуры возрастает)

правилом Вант-Гоффа, согласно которому при повышении температуры на каждые 10°С скорость реакции увеличивается примерно в 24 раза.

уравнение Аррениуса, ln k = - (Ea/RT) + C (или k = Aexp(-Ea/RT). В этом уравнении константа скорости k связана с экспоненциальным выражением exp(-Ea/RT). Символ еxp означает основание натуральных логарифмов; R- универсальная газовая постоянная; Т — температура по шкале Кельвина; Еа — энергия активации; А — коэффициент пропорциональности

2.Концентрация

3.Природа веществ

4.Присутствие католизатора (Вещества, которые увеличивают скорость химической реакции, оставаясь в конечном итоге неизменными по химическому составу и количеству, называют катализаторами)

Катализ - процесс увеличения скорости реакции с помощью катализатора

1.гомогенный (каталитическое разложение пероксида водорода в водном растворе на воду и кислород в присутствии ионов Cr2O72-)

2.гетерогенный (окисление SO2, до SO3 в присутствии катализатора)

Автокатализ - ускорение химической реакции одним из её продуктов.

Пример гидролиз этил-ацетата в водном растворе:

CH3COOC2H5 + H2O =CH3COOH + C2H5OH.
  1   2   3   4   5   6   7   8

Похожие:

Это наука, изучающая состав, строения, свойства веществ, а также процессы превращения одних веществ в другие iconОпределение биохимии, предмет изучения
Охимия (биологическая химия) – биологическая наука, изучающая химическую природу веществ, входящих в состав живых организмов, их...
Это наука, изучающая состав, строения, свойства веществ, а также процессы превращения одних веществ в другие iconЗакон сохранения массы
Химия это наука, изучающая вещества, их состав, строение, свойства и взаимные превращения
Это наука, изучающая состав, строения, свойства веществ, а также процессы превращения одних веществ в другие iconСредства индивидуальной защиты населения
Ахов (аврийно-химически отравляющих веществ), ов (отравляющих веществ), рв (радиоактивных веществ), бс (бактериальных средств), а...
Это наука, изучающая состав, строения, свойства веществ, а также процессы превращения одних веществ в другие iconЭто наука о химическом составе веществ живых организмов, их свойствах...
...
Это наука, изучающая состав, строения, свойства веществ, а также процессы превращения одних веществ в другие icon35. Образование конечной мочи, ее состав и свойства. Характеристика...
Образование конечной мочи, ее состав и свойства. Характеристика процессов реабсорб­ции, секреции и экскреции веществ в канальцах...
Это наука, изучающая состав, строения, свойства веществ, а также процессы превращения одних веществ в другие icon15 вопрос: Состав, строение и структура биосферы. Основные функции...
Ью живых организмов. Биосфера охватывает часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, которые взаимосвязаны сложными биогеохимическими...
Это наука, изучающая состав, строения, свойства веществ, а также процессы превращения одних веществ в другие iconОбмен и баланс энергии в организме и их регуляция. Характеристика...
Обмен энергии тесно связан с обменом веществ. При этом справедлив закон сохранения и превращения энергии. Энергия пищевых веществ...
Это наука, изучающая состав, строения, свойства веществ, а также процессы превращения одних веществ в другие iconМетодическая разработка для студентов к занятию на тему "специфическая...
Иммунология наука об иммунитете, изучающая закономерности распознавания чужеродных веществ (антигенов) и механизмы защиты от них
Это наука, изучающая состав, строения, свойства веществ, а также процессы превращения одних веществ в другие iconОбмен веществ и энергии. Взаимосвязь обмена веществ и энергии
Обмен веществ представляет собой единство двух противоположных процессов: ассимиляции и диссимиляции
Это наука, изучающая состав, строения, свойства веществ, а также процессы превращения одних веществ в другие icon1. Физиологические особенности обмена веществ у детей: белки, жиры,...
Обмен веществ- это совокупность химеческих процессов, которым подвергаются различные соединения с момента их поступления в организм...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница