Министерство Здравоохранения Республики Узбекистан Министерство Высшего и специального образования Республики Узбекистан

Вопросы и задачи для самостоятельного решения

1. 
   Чем отличается физическая адсорбция от химической?
   
2. 
   Назовите факторы, влияющие на величину адсорбции.
   
3. 
   Качественный метод определения адсорбции.
   
4. 
   Назовите колличественные методы оценки адсорбции. Какие ионы будут адсорбироваться на твердом адсорбенте ВаSО₄?
   

Определение теплового эффекта реакции

Цель занятия: Обсудить со студентами законы термодинамики и следствия вытекающие из них. Научить количественно определять тепловой эффект химических реакций.

Значимость изучаемой темы: Живые организмы являются открытой системой, которые обмениваются с окружающей средой различными веществами и энергией. Изучение энергетики биохимических реакций необходимо для понимания механизмов преобразования различных веществ в жизненную энергию.

Определение теплотворной способности пищевых продуктов дает возможность установить необходимые пищевые рационы при различных условиях их труда и жизни. Заболевание человека сопровождается изменением термодинамических величин, в первую очередь температуры. Заболевание всегда сопровождается увеличением энтропии системы. Установлено, что значение энтропии возрастают в период эмбриогенеза, при процессах регенерации и роста злокачественных новообразований.

БЛОК ИНФОРМАЦИИ

Все процессы, имеющие значение в химии – химические реакции, реакции диссоциации, растворение и кристаллизация – сопровождаются различными энергетическими эффектами. Скрытая энергия вещества может выделяться в виде механической, световой, электрической или тепловой энергии. Часто происходит и обратный процесс перехода различных видов энергии в скрытую энергию вещества. Механическая, электрическая и световая энергия в свою очередь легко переходит в теплоту, поэтому для энергетической характеристики химических процессов наиболее целесообразно измерять тепловые эффекты реакций. Величина теплового эффекта зависит от природы происходящего процесса, состояния полученных и исходных веществ и условий протекания процесса.
Уравнение реакций, в которых указывается тепловой эффект, называются термохимическим уравнением.
Для сравнения энергетических эффектов реакций соответствующие термохимические расчеты принято относить к 1 моль вещества и стандартным условиям давление 101 325 Па, температура 25⁰С (298,15 К)
Н₂(г) + ½ О₂(г) =Н₂О(ж) + Q
Тепловые эффекты химических реакций вычисляются на основании закона Гесса, согласно которому тепловой эффект процесса зависит только от начального и конечного состояния исходных веществ и конечных продуктов и не зависит от пути процесса, т.е. от числа и характера промежуточных стадий. Пользуясь законом Гесса, можно вычислить тепловой эффект любой стадии процесса, если известны тепловые эффекты других стадий и процесса в целом. Он является частичным выражением закона сохранения энергии. Для расчётов можно пользоваться теплотой как образования, так и сгорания вещества, если его состояния одни и те же. Так при сжигании одного моля глюкозы в одну стадию выделяется 2881,2 кДж тепла, если бы сгорание глюкозы в организме человека происходило в одну стадию, он бы погиб от избытка энергии. В действительности процесс происходит через ряд промежуточных стадий, на каждой из которых выделяется незначительное количество энергии, но по закону Гесса общее количество теплоты, выделяющееся на всех стадиях окисления глюкозы, будет таким же, т.е. 2881,2 кДж/моль.
Из закона Гесса вытекает ряд следствий, из которых наибольшее значение имеют два.

1. 
   Тепловой эффект реакции равен сумме теплот образования (Н_обр) продуктов реакции за вычетом суммы теплот образования исходных веществ.
   

Тепловой эффект реакции равен сумме теплот сгорания (Н_сгор) исходных веществ за вычетом суммы теплот сгорания продуктов реакции.
Теплотой образования сложного вещества называется стандартный тепловой эффект Н⁰_обр – образования 1 моль его из простых веществ при стандартных условиях (давление – 101325 Па, температура - 25⁰С(298,15 К).
Теплотой сгорания вещества называется стандартный тепловой эффект Н_сгор реакции его сгорания в кислороде.
Термохимические методы имеют большое значение в медицине. Энергия, необходимая живым организмам для совершения работы, поддержания постоянной температуры тела и т.д. получается за счет экзотермических реакций окисления протекающих в клетках. Запас окисляющихся веществ (углеводов, жиров) постоянно возобновляется при приеме пищи. Пищевые рационы, необходимые человеку при различных условиях труда и жизни, определяются с учетом теплотворной способности пищевых продуктов.
Определение тепловых эффектов реакций проводят в приборах – калориметрах. Количество теплоты определяют по общей теплоемкости всех частей калориметра и изменению температуры в процессе химической реакции. Массу реагирующих веществ и воды подбирают так, чтобы изменение температуры было невелико, и процесс мог считаться изотермическим. Пересчитав количество теплоты, приходящееся на 1 моль реагирующего вещества или продукты реакции, определяют ее тепловой эффект.