Химическая термодинамика

Химическая термодинамика

Файл : термодинамика.doc

PAGE 1 PAGE 15

Московский Авиационный Институт

(Технический Университет)

Кафедра физической химии

Курсовая работа

на тему:

"Химическая термодинамика"

Выполнил: Павлюк Д.В

Проверила: Селиванова С.И.

Содержание:

I. Теоретическая часть

Введение……………………………………………………………..3

Законы термохимии…………………………………………………3

Элементы термодинамики………………………………………….4

Первое начало термодинамики…………………………………….5

Элементы второго начала термодинамики………………………..9

Энтропия…………………………………………………………….11

Экспериментальная часть………………………………………16

Расчетная часть…………………………………………………17

Список используемой литературы……………………………………19

В результате химической реакции выделяется или поглощается энергия, так как реакция сопровождается перестройкой энергети​ческих уровней атомов или молекул веществ, участвующих в ней, и веществ, образующихся в ходе реакции.

Реакции, при которых наблюдается выделение энергии, назы​ваются экзотермическими (Q>0).

Реакции, идущие с поглощением энергии, называются эндотер​мическими (Q<0). Выделение или поглощение энергии в резуль​тате процесса зависит от соотношения количеств энергии, затра​ченных на разрыв или возбуждение химических связей первона​чально взятых веществ, и энергии, выделяющейся в результате об​разования новых химических связей в продуктах реакции.

Величина энергии отдельной химической связи очень мала. Её удобно выражать в электронвольтах на атом. Поскольку обычно в реакциях участвуют относительно большие количества веществ, то общие количества энергии получаются также большие. Так, элементарный расчет показывает:

на 1 атом: 1эВ=1,6·10-19Кл∙1В = 1,6. 10-19 Дж,

на 1 моль: 1,6∙10-19∙6,02∙1023=9,65∙104 Дж/моль = 96,5 кДж/моль.

Энергия, образующаяся в результате химических реакций, мо​жет выделяться в разных формах, но, конечно, в эквивалентных количествах. Так, например, фотохимические процессы при фото​графии развиваются при поглощении квантов лучистой энергии галидами серебра и, наоборот, можно построить источник когерент​ного излучения—лазер, работающий на энергии химических ре​акций.

Затрачивая электрическую энергию, можно выделять нужные вещества из растворов или расплавов путем электролиза, с другой стороны, можно получить энергию за счет химических реакций, протекающих в гальванических элементах или аккумуляторах.

Чаще всего в, результате химических реакций выделяется или поглощается тепловая энергия. Поэтому раздел химии, изучающий энергию химических реакций, исторически стал называться термо​химией, а изменение энергии называется тепловым эффектом химической реакции и измеряется в килоджоулях на моль образовав​шегося или сгоревшего вещества. Так как в зависимости от усло​вий, в которых протекает химическая реакция, возможно выделение или поглощение работы расширения газов (p=const), то раз​личают тепловой эффект реакции при (p=const) Qp и тепловой эффект реакции при (v=const) Qv, хотя разница между ними обычно невелика.

ЗАКОНЫ ТЕРМОХИМИИ

Первый закон термохимии (Лавуазье и Лаплас, 1780—1784):

тепловой эффект образования данного соединения в точности равен, но обратен по знаку тепловому эффекту его разложения.

Из закона Лавуазье—Лапласа следует невозможность постро​ить вечный двигатель I рода, использующий энергию химических реакций.

Второй закон термохимии (Г. И. Гесс, 1840):

тепло​вой эффект химической реакции не зависит от характера и после​довательности отдельных ее стадий и определяется только началь​ными и конечными продуктами реакции и их физическим состоя​нием (при p=const или при v=const).

Г. И. Гесс первый принял во внимание физическое состояние реагирующих веществ, так как теплоты изменения агрегатных со​стояний веществ накладываются на тепловой эффект реакции, уве​личивая или уменьшая его.

Утверждение закона Гесса о том, что тепловой эффект процес​са не зависит от его отдельных стадий и их последовательности, дает возможность рассчитывать тепловые эффекты реакций для случаев, когда их определить экспериментально или очень трудно, или вообще невозможно.