Энергетика химических процессов. Внутренняя энергия и энтальпия.
Энергетика химических процессов – часть химической термодинамики (часть общей термодинамики).
Энергетическое состояние химической реакции как системы описывается с использованием следующих характеристик: U-внутренняя энергия, H-энтальпия, S-энтропия, G-энергия Гиббса.
Теплота, которую получает система, идет на приращение внутренней энергии и совершение работы: Q=D U+A. Если система не совершает никакой работы, кроме работы расширения, то Q=D U+pD V. Величина D H=D U+pD V при p=const называется энтальпией реакции. Т.к. внутреннюю энергию тела измерить невозможно (можно измерить только изменение D U), то точно так же невозможно измерить энтальпию тела – в расчетах используется изменение энтальпии D H.
Стандартной энтальпией образования называется изобарный тепловой эффект реакции получения одного моля сложного вещества из простых веществ, взятых в их наиболее устойчивой форме при стандартных условиях (T=298К, p=1 атм., С=1 моль/л). Энтальпия образования простых веществ в их устойчивом состоянии при стандартных условиях принимается равной 0.
Законы термохимии:
Лавуазье-Лапласа: тепловой эффект образования химических соединений равен, но обратен по знаку тепловому эффекту его разложения.
Гесса: тепловой эффект реакции при постоянном давлении или объеме зависит только от начального и конечного состояния системы и не зависит от пути перехода.
-
Содержание
- Предмет химии. Значение химии в изучении природы и развитии техники. Роль химии для металлургии.
- Важнейшие классы неорганических соединений: оксиды, кислоты, основания, соли. Классификация, номенклатура, получение, свойства.
- Квантово-механические представления об электронной структуре атомов.
- Периодический закон и периодическая система д.И. Менделеева в свете учения о строении атома.
- Зависимость свойств элементов и их соединений от строения атома.
- Виды и характеристики химической связи.
- Ковалентная связь, способы образования ковалентной связи. Метод валентных связей.
- Пространственная структура молекулярного явления гибридизации.
- Аморфное и кристаллическое состояние твердых тел. Строение твердого тела. Классификация кристаллов по характеру химической связи.
- Энергетика химических процессов. Внутренняя энергия и энтальпия.
- Энтропия, ее изменение при химических реакциях.
- Энергия Гиббса и направленность химических процессов.
- Скорость гомогенных, гетерогенных химических реакций. Закон действия масс.
- Факторы, влияющие на скорость химической реакции.
- Каталитические системы и катализаторы. Механизмы гомогенного и гетерогенного катализа.
- Химическое равновесие. Константа химического равновесия и ее связь с термодинамическими функциями. Смещение равновесия.
- Растворы. Классификация растворов. Способы выражения концентрации растворов.
- Теория электролитической диссоциации. Диссоциация сильных и слабых электролитов. Закон разбавления Оствальда. Ионные уравнения реакций. Водородные показатели среды.
- Окислительно-восстановительные процессы. Степень окисления. Составление уравнений овр методом электронного баланса с учетом рН среды.
- Электрохимические процессы. Уравнение Нернста. Электродные потенциалы металлических, газовых и окислительно-восстановительных электродов.
- Гальванический элемент. Анодные и катодные процессы. Условная схема гальванического элемента, эдс и ее измерение.
- Электролиз растворов и расплавов электролитов. Применение электролиза.
- Основные виды коррозии металлов. Методы защиты от коррозии: легирование, электрохимическая защита, защитные покрытия.
- Окислительно-восстановительные реакции с участием металлов. Взаимодействие металлов с кислотами.
- Дисперсные системы и их классификации. Коллоидные растворы.
- Химические свойства материалов, применяемых в металлургии.
- Качественный и количественный анализ веществ.
- Органические полимерные материалы. Применение полимеров. Получение полимеров.
- Кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства р-, d- элементов и их соединений.
- Способы получения металлов.
- Сплавы металлов.
- Комплексные соединения d- элементов.