- •Министерство здравоохранения и социального развития Российской Федерации
- •Тема : Способы выражения состава растворов. Приготовление растворов. Теоретический материал к занятию:
- •Формулы перехода от одних способов выражения состава раствора к другим
- •Тема: Способы выражения состава растворов. Приготовление растворов Решение задач
- •Задания для самостоятельной работы из «Сборника задач и упражнений по общей химии».
- •Тема: Количественный анализ. Теоретический материал к занятию:
- •Домашнее задание:
- •Задания для самостоятельной работы из «Сборника задач и упражнений по общей химии».
- •Лабораторная работа. Определение массы гидроксида натрия в растворе.
- •Тема: Принципы качественного анализа. Теоретический материал к занятию:
- •Лабораторная работа. Качественные и групповые реакции ионов.
- •Модуль №02.
- •Примеры решения типовых задач Пример 1
- •Пример 2
- •Пример 3.
- •Пример 4.
- •Пример 5.
- •Пример 6.
- •Пример 7.
- •Пример 8.
- •Пример 9.
- •Пример 10.
- •Для реакции
- •Пример 11.
- •Химическая термодинамика. Энергетика химических реакций.
- •Лабораторная работа. Определение стандартной энтальпии реакции нейтрализации.
Примеры решения типовых задач Пример 1
Расчет стандартной энтальпии реакции по стандартным энтальпиям образования веществ.
Вычислите стандартную энтальпию хемосинтеза, протекающего в автотрофных бактериях Thiobacillus thioparus:
5Na2S2O35Н2O(т) +7O2(г) 5Na2SO4(т) + 3Н2SO4(ж) + 2S(т) +22H2O
Решение.Найдем в справочнике табличные значенияfН(кДж/моль) для каждого вещества:fН(5Na2S2O35Н2O )=-2602 кДж/моль;fН(Н2O) = -286 кДж/моль;
fН(Na2SO4) = -1384 кДж/моль;fН( Н2SO4) = - 907 кДж/моль. Энтальпии простых веществ (кислорода и серы) равны нулю.
Для решения задачи воспользуемся следствием из закона Гесса:
rH=nifH(продуктов) -njfH(исходных веществ).
Подставляя в выражение значение стандартных энтальпий образования веществ и учитывая стехиометрические коэффициенты, вычислим стандартную энтальпию реакции:
rH = 5fН(Na2SO4) +3 Hf( Н2SO4) +22fН(Н2O) - 5fН( Na2S2O35H2O)
= [ 5(-1384) +3(-907) +22(- 286)] – 5(-2602) = -2923 кДж/моль
Ответ: -2923 кДж/моль
Анализ полученного ответа: данная реакция является экзотермической, т.к. rН< 0.
Пример 2
Pасчет стандартной энтальпии реакции по стандартным энтальпиям сгорания веществ.
Вычислите стандартную энтальпию реакции:
С6H12O6(aq)2С2Н5OH(ж) + 2СО2(г)
Решение. Найдем в справочнике значениясНдля глюкозы и этанола:
cН(С6H12O6)= -2810 кДж/моль;cН(С2Н5OH) = -1371 кДж/моль.
Стандартная энтальпия сгорания углекислого газа, как конечного продукта окисления, равна 0.
Для решения задачи воспользуемся следствием из закона Гесса:
rН=nicН(исходных веществ) -njcН(продуктов).
Подставляя в выражение значения стандартных энтальпий сгорания веществ и учитывая стехиометрические коэффициенты, вычислим стандартную энтальпию реакции:
rН=сН(С6H12O6) - 2сН(С2Н5OH) = -2810 - 2(-1371) = -68 кДж/моль
Ответ: -68 кДж/моль
Пример 3.
Расчет энтальпии реакции с учетом количеств вступивших веществ.
Вычислите калорийность 350 г пищевого продукта, содержащего 50% воды, 30% белка, 15% жиров и 5% углеводов.
Решение. Q = Q(белка) + Q(жиров) + Q(углеводов). Для определения калорийности белков, жиров, углеводов воспользуемся табличными значениями удельных теплот полного окисления веществ в условиях организма: условный белок –17 кДж/г; условный жир – 39кДж/г; углеводы – 17кДж/г.
Q(бел.) = m(пищ. прод.)(бел.)Q(усл. бел.)
Q(жир.) = m(пищ. прод.) (жир.)Q(усл. жир.)
Q(угл.) = m(пищ. прод.) (угл.)Q(угл.)
Q(бел.)= 350г 0,317 кДж/г = 1785 кДж/г
Q(жир.) = 350г 0,1539 кДж/г = 2047,5 кДж/г
Q(угл.) = 350г0,0517 кДж/г = 297,5 кДж/г
Q = 1785,0 + 2047,5 + 297,5 = 4130,0 кДж = 987 кКал.
Ответ: 987 кКал.
Пример 4.
Нахождение стандартных теплот путем алгебраического суммирования уравнений на основании закона Гесса.
Вычислите стандартную энтальпию образования хлорида фосфора (V) по следующим значениям теплот реакции:
Р4(красный) + 6Cl2(г)4PCl3(ж),rН= -1272 кДж/моль (I);
РCl3(ж) + Cl2(газ)РCl5(тв),rН= -137 кДж/моль (II).
Решение.Если энтальпия образования какого-либо вещества неизвестна, ее можно вычислить, применив обычные алгебраические действия к термодинамическим уравнениям реакции.
Энтальпия реакции (I) – это энтальпия реакции образования 4 моль хлорида фосфора (III) из простых веществ. Следовательно, стандартная энтальпия образования РCl3будет равна ¼rH(I).
Вычислим стандартную энтальпию образования хлорида фосфора (V) из простых веществ, зная rHIIиfH(PCl3):
fH(PCl5) = rH(II) + rH(I)/4 = -137-1272/4 = - 455 кДж/моль
Ответ: Стандартная теплота образования хлорида фосфора (V) равна – 455 кДж/моль.
*Расхождения между ответами и табличными величинами объясняется экспериментальными ошибками в табличных данных по теплотам образования и сгорания веществ.