Решение.

Реакция предельного окисление глюкозы выглядит так:

С₆H₁₂O₆  6O₂  6CO₂  6H₂O.

Очевидно, что = C₆H₁₂O₆ = 2810 кДж/моль.

Однако следует учесть, что стандартные величины относятся к количеству вещества, равному 1 моль. Поэтому:

= n ,

где n  количество вещества.

Так как , то:

= 0,25(2810) = 702,5 кДж.

Q_p = H = 702,5 кДж.

Пример 5. Определить калорийность пищевого продукта массой 400 г, который содержит 50% воды, 25% белков, 15% жиров и 10% углеводов.

Решение.

Название «калорийность» происходит от устаревшей величины измерения энергии  калории (кал). В системе СИ единицей измерения энергии, а также теплоты и работы является Джоуль: 1 Дж = 0,239 кал.

Таким образом под термином «калорийность» понимают количество энергии (теплоты), выделившееся при метаболизме продукта. Известно, что калорийность жиров составляет39,5 кДж/г, углеводов  17,1 кДж/г, белков  22,3 кДж/г.

Данный продукт содержит:

m(белков) = 0,25400 = 100 г;

m(жиров) = 0,15400 = 60 г;

m(углеводов) = 0,1400 = 40 г.

Таким образом, калорийность 400 г продукта равна:

10022,3 + 6039,5 + 4017,1 = 5284 кДж.

Задание для самостоятельной работы

1. Вычислить стандартную энтальпию хемосинтеза, протекающего в автотрофных бактериях Thiobacillus Thioparus:

5Na₂S₂O₃5H₂O_(тв.)  7O_2(газ)  5Na₂SO_4(тв.)  3H₂SO_4(ж.)  2S_(тв.)  22H₂O_(ж.),

если:

Вещество	Na2S2O35H2O	Na2SO4	H2SO4	H2O
, кДж/моль	2602	1389	814	286

Определить, к какому типу (экзо- или эндотермическому) относится эта реакция.

2. Вычислить стандартную энтальпию реакции:

С₆H₅NO_2(жидк.)  3H_2(газ)  С₆H₅NH_2(жидк.)  2H₂O_(жидк.),

используя значения стандартных энтальпий сгорания веществ:

Вещество	C6H5NO2	C6H5NH2	H2
, кДж/моль	3093	3396	286

3. При восстановлении 12,7 г оксида меди (II) углем (с образованием CO) поглощается 8,24 кДж теплоты. Определить стандартную энтальпию образования CuO, если CO  111 кДж/моль. 

4. Вычислить стандартную энтальпию образования PCl₅ по следующим данным:

P_4(тв.)  6Cl_2(газ)  4PCl_3(газ) + 1224 кДж;

PCl_3(газ)  Cl_2(газ)  PCl_5(газ) + 93 кДж.

5. В 100 трески содержится 11,6 г белков и 0,3 г жиров. Рассчитать количество энергии, которое выделится при усвоении 250 г трески в кДж и ккал.

6.2. Скорость химических реакций

Математический аппарат химической термодинамики позволяет определять тепловые эффекты химических реакций, но при этом важнейшая для практики величина  время, за которое протекает процесс  не рассматривается в рамках классической термодинамики.

Раздел химии, изучающий скорости и механизмы химических процессов, называется химической кинетикой.

6.2.1. Основы химической кинетики

Основная величина в химической кинетике  скорость реакции. В общем случае, скорость химической реакции / / определяется изменением количества реагирующего вещества в единицу времени:

(13)

Для гомогенной (однородной) системы средняя скорость химической реакции измеряется количеством веществ, вступивших в реакцию или образующихся в результате реакции за единицу времени в единице объема системы. Иными словами, в данном случае скорость реакции определяется изменением концентраций реагирующих веществ в единицу времени:

(14)

Истинная скорость гомогенной реакции, т.е., скорость реакции в данный момент времени, рассчитывается по уравнению:

(15)

Концентрации реагирующих веществ принято выражать в моль/л, а время – в секундах, минутах или часах. Если время измерять в секундах, то размерность скорости гомогенной реакции: [моль∙л^1∙с^1].

Для гетерогенной (неоднородной) системы скорость химической реакции измеряется количеством веществ, вступивших в реакцию или образующихся в результате реакции за единицу времени на единице поверхности раздела фаз:

(16)

Размерность скорости гетерогенной реакции: [моль∙м^–2∙с^–1].

Пример 1. В реакции А + B = C через 1 мин 20 с в 1 л раствора образовалось 0,12 моль вещества С, а через 2 мин 10 с молярная концентрация вещества С стала равна 0,2 моль/л. Найти скорость химической реакции.