- •Химия учебное пособие
- •Оглавление
- •Введение
- •Тема 1. Систематика химических законов.
- •1.1 Основные стехиометрические законы и расчеты по уравнениям реакций Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Основные теоретические положения
- •Решение типовых задач
- •112 Г железа выделяет 67,2 л водорода 5,6 .103 г железа выделяет vх л водорода
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.2 Основные классы неорганических соединений
- •Основные теоретические положения
- •Характер взаимодействия и генетическая связь между основными классами неорганических соединений представлены на рисунке.
- •Решение типовых задач
- •Тема 2. Строение вещества
- •2.1. Строение атома. Периодическая система элементов д.И.Менделеева Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Литература: [1 – гл.1, §§ 1.1…1.4]; [2 – гл.1, §§ 1.1….1.4]; [3 – гл.Іі, §§ 17…19; гл.III, §§ 25…34]. Решение типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •2.2. Химическая связь и строение простых молекул
- •Основные теоретические положения
- •Решение типовых задач
- •2.3. Окислительно-восстановительные реакции
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 3. Общие закономерности химических процессов
- •3.1 Энергетика химических процессов. Химическое сродство
- •Литература: [1 – гл.5, §§ 5.1…5.4]; [2 – гл.І,іі §§ 1.1…1.4, 2.1…2.3]; [3 – гл.Vі, §§ 55,56,66…68].
- •Решение типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •3.2. Химическая кинетика и равновесие
- •Литература: [1 – гл.V, §§ 5.5, 7.1-7.3]; [2 – гл.VI, §§ 6.1-6.6];
- •Основные теоретические положения
- •Решение типовых задач
- •Согласно уравнению Вант–Гоффа:
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 4. Растворы
- •4.1. Способы выражения концентрации растворов Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Литература: [1 – гл.4, § 4.1]; [2 – гл.7, §§7.1, 7.2]; [3 – гл.VII§§ 73…77]. Основные теоретические положения
- •Решение типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Решение типовых задач
- •Константы диссоциации некоторых слабых электролитов при 25оС
- •Задачи для самостоятельного решения
- •4.3 Водородный показатель рН.
- •Отсюда находим водородный показатель раствора сн3соон:
- •Решение. Соль nh4no3 образована слабым основанием nh4oh и сильной кислотой hno3. При растворении она диссоциирует на ионы:
- •Задачи для самостоятельного решения
- •4.4 Жесткость воды и методы ее устранения Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Литература: [1 - гл.12, § 12.3]; [2 - гл.VIII, § 8.6]; [3 - гл.VII, § 69; гл. XIX, §§ 211,212]. Основные теоретические положения
- •Решение типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 5. Электрохимические системы
- •5.1. Электродные потенциалы и электродвижущие силы Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Основные теоретические положения
- •Решение типовых задач
- •Стандартные электродные потенциалы в водных растворах
- •Задачи для самостоятельного решения
- •5.2. Электролиз Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Коррозия и защита металлических конструкций Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Тема 6. Специальные разделы химии
- •6.1. Гетерогенные дисперсные системы Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Литература: [1 - гл.8, 15, §§ 8.7; 15.3]; [2 – гл.7, § 7.8]; [3-гл.Х, §§ 105…109; 112…114]. Основные теоретические положения
- •Молекулы пав обозначены общепринятым символом:
- •Решение типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •6.2. Основы химии неорганических вяжущих веществ Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Основные теоретические положения
- •Задачи для самостоятельного решения
- •6.3. Органические соединения. Полимеры
- •Основные теоретические положения
- •Решение типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Библиографический список
- •Заключение
- •Варианты контрольных заданий
Тема 3. Общие закономерности химических процессов
3.1 Энергетика химических процессов. Химическое сродство
Содержание материала раздела для самостоятельного изучения
Физическая сущность энергетических эффектов химических реакций. Внутренняя энергия и энтальпия. Термохимические законы. Энтальпия образования. Термохимические расчёты.
Понятие об энтропии. Изменение энтропии при химических процессах и фазовых переходах. Энергия Гиббса. Направленность химических процессов.
Литература: [1 – гл.5, §§ 5.1…5.4]; [2 – гл.І,іі §§ 1.1…1.4, 2.1…2.3]; [3 – гл.Vі, §§ 55,56,66…68].
Основные теоретические положения
Термодинамика изучает энергетические эффекты химических реак-
ций, направление их самопроизвольного протекания. Термодинамические свойства системы наиболее часто выражаются такими характеристическими функциями как внутренняя энергия U, энтальпия H, энтропия S и энергия Гиббса G. Как правило, при химических реакциях энергия выделяется или поглощается в виде теплота. Реакция, в ходе которой теплота поглощается, называется эндотермической (ΔH>0). Если в результате реакции тепло выделяется, то реакция называется экзотермической (ΔH< 0). Основной закон термохимии – закон Г.И.Гесса: тепловой эффект реакции не зависит от пути реакции, а зависит от природы и состояния исходных веществ и продуктов реакции. Закон Гесса строго соблюдается для процессов, протекающих в изобарно- и изохорно-изотермических условиях, он позволяет проводить термохимические расчеты химических процессов. Следствие из закона Гесса: тепловой эффект (энтальпия) реакции равен сумме энтальтий образования продуктов реакции за вычетом суммы энтальпий образования исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов.
Тепловой эффект реакции аА + вВ → сС + dD,
протекающей в стандартных условиях, рассчитывается по уравнению
ΔН0реак. =(с∙ΔН0обр.С +d∙ΔН0обр.D) – (а∙ΔН0обр.А + в∙ΔН0обр.В ),
где Δ Н0реак. - тепловой эффект реакции при стандартных условиях;
ΔН0обр. - стандартные энтальпии образования веществ А,В,С,D, участвующих в реакции;
а, в, с, d - стехиометрические коэффициенты.
Стандартной энтальпией образования (ΔН0обр.) называют тепловой эффект образования 1 моль сложного вещества из простых в стандартных условиях.
В термодинамике стандартные условия – температура 298К, давление 104 кПа. Стандартные энтальпии образования приведены в таблице 3.1.1
Процессы, которые протекают без затраты работы из вне, называются самопроизвольными.
В изолированных системах самопроизвольно идут процессы, которые сопровождаются увеличением энтропии (ΔS > 0). Изолированными называются системы, которые с окружающей средой не обмениваются ни энергией, ни веществом. При проведении процесса в стандартных условиях энтропия рассчитывается по уравнению
ΔS0реак. = Σ ν∙ S0прод.реак. - Σ ν∙ S0исх.в-в.
Критерием самопроизвольности протекания процесса в неизовированной системе в изобарно- изотермических условиях является энергия Гиббса (G). Изменение энергии Гиббса ( ΔG0 ) в ходе процесса в стандартных условиях рассчитывается по формуле
Δ G0реак. =ΔH0реак. – T0 ∙Δ S0реак.
Если ΔGреак.< 0, то процесс протекает самопроизвольно;ΔGреак.>0 - самопроизвольно процесс протекать не может; ΔGреак.= 0 – система находится в состоянии термодинамического равновесия.