«Химия» пәні бойынша
Дәріс 5 Химиялық термодинамика. Термодинамиканың 1 заңы
жүктеу/скачать 2.1 Mb.
|
| Дәріс 5
Химиялық термодинамика. Термодинамиканың 1 заңы. 1. Химиялық термодинамика 2. Термодинамиканың 1 заңы 3. термохимияның заңдары Химиялық термодинамика – химиялық және физикалық үдерістерде еріп жүретін энергия мен энергетикалық әсерлердің айналуын, сондайақ үдерістің өздігінен жүру бағытын және мүмкіндігін зерттейді. Химиялық термодинамика қазіргі химияның негізі болып табылады. Химиялық термодинамика — физикалық химияның химиядағы термодинамикалық құбылыстарды (химиялық реакция, фазалық ауысулар (еру, булану, кристалдану, т.б.), сонымен қатар заттардың термодинамикалық қасиеттерінің олардың құрамы мен агрегаттық күйіне тәуелділігін қарастыратын саласы. Химиялық термодинамика термохимия, химиялық тепе-теңдік және ерітінділер (олардың ішінде электролиттер) туралы ілімдермен және электродты потенциалдар, беттік құбылыстар термодинамикаларымен тығыз байланысты. Химиялық реакция бұл бір байланыстардың басқаларымен алмасатын, жаңадан қосылыстар түзілетін, басқалары ыдырайтын үдеріс. Нәтесежінде жүйенің ішкі энергиясы өзгереді, яғни энергетикалық әсерлері өзгереді. Жүйе дегеніміз қоршаған ортамен әрекетте және ойласаң одан бөлек тұратын (судағы стакан) дене немесе денелер тобы. Егер бұл жүйеде зат ортамен алмаспаса (стакан қақпақпен жабылған), онда ол жабық деп аталады. Егер жүйенің тұрақты көлемі болса және ол қоршаған ортамен (термостағы су) зат және энергия алмасу мүмкіншілігі жоқ деп қарастырылса, онда осы жүйе тұйықталған деп аталады. Ішкі энергия U - жүйенің кинетикалық және потенциалды энергиясынан басқа, энергияның жалпы қоры, оның ішінде молекулаларды, байланыс толқындарын, электрондар қаозғалысын, ядроларды т, б. энергияларды алғандағысы. Ішкі энергияны анықтау мүмкін емес, өйткені жүйеден барлық энергияны алуға болмайды. Яғни ішкі энергияның өзгеруі ∆U жүйенің соңғы және бастапқы күйіне тәуелді. ∆U = U2 – U1 ∆U реакцияның жүру жолына тәуелсіз, жұйенің бастапқы және соңғы күйіне тәуелді, жұйенің бастапқы және соңғы күйі қысым Р,көлемУ және температура Т арқылы анықталынады. Энергия бір жүйеден екінші жүйеге жұмыспен (А) жылу (Q) түрінде беріледі. Жүйе (1)ші жағдайдан (2)ші жағдайға ауысқандағы системаның ішкі энергиясының өзгеруі системаға берілген жылудан, істелінген жұмысты алып тастағанға тең. ∆U = Q – A. термодинамиканың 1-ші заңы Q=∆U+A= (U2-U1)+A Хим. реакцияның жылу эффектісі Q температураға қатты тәуелді және аздаған мөлшерде қысымға тәуелді. егер реакция кезінде қысым тұрақты болса жұмыс /А/ қысым /Р/ мен көлемнің өзгеруінің V2 – V1 көбейтіндісіне тең. А=P(V2 – V1) мұндағы, V2 ; V1 көлем А ның мәнін 1-ші теңдеуге қойсақ Q = (U2 – U1) + Р(V2 – V1) = (U2 + Р V2) – (U1 + Р V1 ) энергияның сақталуы заңы теңдеуін аламыз. Жылу – ішкі энергияның өзгеруіне және жұмыс істеуге жұмсалады. U + Р V қосындысы энтальпия деп аталады да Н әріпімен белгіленеді. «Энтальпия» - «жылу», «жылу эффектісі» деген терминдердің синонимі. ∆Н о298 Стандартты түзілу жылуы . Химиялық реакцияның жылу эффектісі энтальпияның өзгерісіне тең. Фаза – гетерогенді жүйенің гомогенді бөлігі (стакандағы су мен мұз). Фазалық өту дегеніміз – фазаның айналуы (мұз еруі, су қайнауы). Үдеріс кезінде энергетиканың жылу әсері айналуы, жылу бөлінуімен (экзотермиялық реакция) немесе оны жұтылуымен (эндотермиялық реакция) түрінде көрсетіледі. Химиялық реакциялардың энергетикалық диаграммасы
Бөлінген немесе жұтылған жылу саны Q реакцияның жылу әсері деп аталады. Жылу әсерлерін зерттеумен термохимия айналысады. ∆Но298 Энтальпия – деп заттың 1 молінің стандарт жағдайда( Р=1атм.=101.3 кПа, Т=298o K) жай заттардан түзілуі реакциясының жылу эффектісін айтады. Q = Н2 – Н1=∆Н Мыс: мыс сульфатының түзілуі Сu(қ)+S(қ)+2O2(г)=CuSO4(қ) энтальпиясы (түзілу жылуы) ∆Н о298 = - 799.8 кДж/моль. Жоғарғы индекс «О» стандартты жағдайды білдіреді,төменгі индекс температура 298 К. жүктеу/скачать 2.1 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|