Закон сохранения массы в химических превращениях. Обоснование. Условия его выполнения.

Закон сохранения массы в химических превращениях. Обоснование. Условия его выполнения.

В изолированной системе(такой которая не обменивается с внешней средой ни веществом ни энергией) масса продуктов реакции точно равна массе реагентов (ломоносов-ловуазье)

Если в результате обмена с окр.средой система теряет или поглощает энергию, масса продуктов не равна массе исходных веществ. На практике изменение массы становится заметно только в ядерных реакциях, сопровождающихся выделением или поглощением энергии на 6-9 порядков больше чем в химических реакциях.

Вопрос 2:

Закон постоянства состава. Условия его выполнения.

Всякое вещество имеет определенный состав независимо от способов его получения и относительных количеств исходных веществ.

Неприменим к жидким и твердым растворам и кристаллическим веществам атомного и ионного строения.

Если не учитывать примеси в любом веществе то закон постоянства состава является следствием того, что молекулы имеют определенный состав, определенный валентностями соединившихся атомов.

Бертоллиды- вещества переменного состава

Дальтониды- вещества постоянного состава

Вопрос 3:

Атомная единица массы. Моль. Молярная масса. Молярный объем.

Атомная единица массы равна 1/12 части атома С поэтому а.е.м. часто называет углеродной единицей массы. Масса у.е.= 1,6*10^-27

Моль – единица количества вещества. Моль равен количеству вещества системы, содержащей столько структурных элементов сколько содержится атомов в С массов 0,012 кг.

Молярная масса – масса одного моль вещества (кг/моль)
Молярный объем – объем одного моль вещества для жидкой и твердой фазы м³/моль для газообразной л/моль

Вопрос 4:

Вопрос 10: Самопроизвольные и несамопроизвольные процессы в природе

  Информация об энтропиях участвующих в реакции веществ недостаточно для решения вопроса о ее возможности.

Должно учитыватся не только ΔS системы но и ΔS среды. Критерий возможности самопроизвольного процесса – увеличение энтропии мира ΔSм

ΔSм=ΔSсист+ΔSсреды>0

Пример 2H₂+O₂=2H₂O +571,7 кДж

S⁰ 2*130,6+205,1= 2*70,1 Дж/к*моль

 

Δ S⁰ = Σ S⁰ прод – Σ S⁰  реагенто = -326,5 Дж/К

       139,8 — 466,3

В окружающей среде рассеялась теплота ΔH=571,7 кДж этой реации и при комнатной температуре Δ S среды= ΔH/T= 571700/298 = 1918,5 кДЖ

Общее значение Энтропии мира: -326,5+1918,5= 1592 Дж/К >>0

Поэтому данный процесс осуществляется как самопроизвольный. Для проведения обратного процесса нужно затратить работу.

 

Вопрос 11: Энергия Гиббса

Δ G(изменение энергии Гиббса) равно максимально возможной работе которую система может выполнить во время протекания реакции. На любой процесс действуют два фактора: энтальпийный (ΔH) и энтропильный(T Δ S). При объединении этих двух факторов-получаем  ΔH - TΔ S= ΔG

Физ. Смысл энергии Гиббса: 1) если изменение ΔG _P,T <0 то самопроизвольно идет процесс в заданном направлении 2)если ΔG>0 то самопроизвольно идет обратный процесс а прямая реакция не идет вообще. 3)если ΔG =0- наступает важнейшие термодинамическое равновесие.

Вывод: Состояние термодинамического равновесии чрезвычайно устойчиво. Чтобы система вышла из состояния равновесия необходимо изменить какие либо внешние факторы (Т,Р, концентрацию) ΔG ⁰ =Σ Δ_fG⁰ прод. - Σ Δ_fG⁰ исх. В-в

Стандартное состояние в-ва: наиболее устойчивое состояние вещества при данной температуре и давлении 1 атм. Стандартная энергия Гиббса образования в-ва: энергия Гиббса образования 1 моль в-ва в стандартном состоянии из соответсвующих простых в-в также взятых в станд. сост.

ΔG= ΔG⁰ +RT ln П С продуктов/П С реагентов

ΔG =0 равновесие ΔG⁰ = - RT ln П С продуктов/П С реагентов ΔG⁰ = -nFΔE⁰

ΔG>0 реакция не идет; ΔG<0 реакция идет;

ΔG=0 равновесие ΔG⁰ >0 равновесие смещено влево

                      ΔG⁰ <0 равновесие смещено вправо

   ΔG⁰ =0 обе реакции равновероятны.

 

Вопрос 13: Химическое равновесие.

 Условия равновесия: 1) изолированная система (не обменивается с внеш.средой ни в-вом ни энергией) 2) наличие реакции 3) обратимость реакции: кол-ва в-в должны быть дост. Чтобы они не могли полностью израсходоватся до достиж. Равновесия.

 

 

Вопрос 26:Электролиты.

В-ва через которые прохождение электрического тока вызывает их передвижение в виде ионов и химические превращения в местах входа и выхода тока называются электролитами. Электролиты бывают твердыми и жидкими. Электролиты являются проводниками 2ого рода. Прохождение электрического тока сопровождается в местах его входа и выхода электрохимическими реакциями, которые протекают на границе между электродом (проводником 1ого рода) и электролитом. Р-чия заключается в обмене электронами между электродом и ионами. На аноде электроны переходя от иона к электроде а на катоде наоборот. Примеры: катодные Fe³⁺ +e →Fe²⁺ анодные Fe²⁺→Fe ³⁺ + e

Вопрос 30: Кислоты

Кислота – в-во способное отдавать ионы. Слабые кислоты (HF,H₂S, H₃PO₄ H₂S0₃ , H₂CO₃ )

Сильные кислоты (HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂SO₄) нерастворимая кислота H₂SiO₃ . Применение: изготовление лекарств, получение солей, при производстве каких либо изделий из металлов.

Вопрос 31 Основания

Основание – в-во способное принять протон.

Бывают растворимые (щелочи) и нерастворимые(Cu(OH) ₂ ,Fe(OH)₃ , Zn(OH)₂ )

Применение: в промышленности (NaOH для очистки нефти и производства мыла) и в быту (Ca(OH) ₂  гашеная известь для борьбы с насекомыми)

Вопрос 32 Соли

Соли-электроиты при диссоциации которых образуются катионы металла и анионы кислотных остатков. Бывают: средние (Na₂SO₄, MgCl₂), кислые (NaHSO ₄ ), основные (MgOHCl), растворимые: хлориды, нитраты, нерастворимые: силикаты, карбонаты.

Применение: в промышленоссти (например NaCl для получения соды и хлора) и в быту NaCl в пизщу, нитраты и фосфаты - как удобрения).

Вопрос 33 Гидролиз солей

Взаимодействие солей с водой в результате которого образуется кислота(кислая соль) или основание (основная соль) называется гидролизом солей. Типы: 1)сильное основание и слабая кислота CH₃COONa ↔ CH₃COO^- + Na⁺ оставшаяся слабая кислота стремится забрать протоны у воды CH₃COO^- + H₂O ↔ CH₃COOH + OH^-   

CH₃COONa+ H₂O↔ CH₃COOH + NaOH (щелоч. среда) Кг = Кд воды/К кисл

Вопрос 34 Буферные системы

Р-ры обладающие способностью сохранять практически постоянным pH получили название буферных смесей. Как правило они состоят из р-ров слабой кислоты и соли образованной этой же кислотой и сильным основанием (CH₃COOH+ CH₃COONa)

Или из р-ров слаб. Основ и соли этого основания и сильной кислоты (NH₄OH+ NH₄Cl)

pH=pK-lg Ckислоты/Ccoли || pK=- lgKд кислоты

pH=14-pK+lgCосн/Соли

Вопрос 38 ОВР

ОВР- реакции в которых происходит обмен электронами между молекулами или ионами.

Любые реальные процессы являются о-в в том смысле что один из участников окисляется а другой восстанавливается. Окисление -потеря электронов, восстановлени е- присоединение электронов.

K₂Cr₂O₇ + HCl

Полуреакция о-ия 2Cl^- - 2e=Cl₂

Полуреакция в-ия Cr₂O₇ ^2- + 14H⁺ + 6e= 2Cr³⁺ + 7H₂O (кислая среда)

Вопрос 40 Электролиз

Электролиз-окисл.- восстанов процесс протекающий при прохождении эл. тока через р-р или расплав электролита. Катод-восстановитель, анод-окислитель.

Надо различать электролиз расплавов электролитов и растворов. В последнем случае в процессах участвуют молекулы растворителя. Зависимость между кол-вом электричества проходящего через р-р и кол-вами в-в выделяющихся на электродах опред законом Фарадея

I) кол-во в-в выделяющихся на электродах прямо пропорционалны кол-у электричества прошедшего через р-р электролита

II) кол-ва различных в-в выделенных одним и тем же кол-вом электрич. Прямо пропорциональны их химическим эквивалентам. M= ЭQ/F

т.к Q=I*t тогда m=Э*I*t/F т.к Э=A/n тогда m=A*I*t/nF

Электролиз водных растворов – с нерастворимыми анодами: они отнимают е-ны от анионов электролита катод передает е-ны катионам р-ра.

Закон сохранения массы в химических превращениях. Обоснование. Условия его выполнения.

В изолированной системе(такой которая не обменивается с внешней средой ни веществом ни энергией) масса продуктов реакции точно равна массе реагентов (ломоносов-ловуазье)

Если в результате обмена с окр.средой система теряет или поглощает энергию, масса продуктов не равна массе исходных веществ. На практике изменение массы становится заметно только в ядерных реакциях, сопровождающихся выделением или поглощением энергии на 6-9 порядков больше чем в химических реакциях.

Вопрос 2: