КОНТРОЛЬНА РОБОТА З ПРЕДМЕТУ:
фізична і колоїдна хімія
Зміст
1. Вплив температури на швидкістьхімічних процесів. Правило Вант-Гоффа
2. Другий закон термодинаміки. Мимовільні процеси.Вільна і зв'язана енергія. Ентропія
3. Залежність швидкості хімічноїреакції від концентрації реагуючих речовин. Закон діючих мас
3.1 На підставі закону діючих мас запишіть формули швидкості для хімічних реакцій
4. Тиск пари над розчинами. Першийзакон Рауля
5. Залежність адсорбції від властивостей твердої поверхні.Гідрофільні і гідрофобні поверхні
5.1 Обрати правильну відповідь і пояснитиїх
6. Питання. Харчові піни: поняття, види, їх склад і будову, вплив на консистенцію їжі
Список використаних джерел
1. Вплив температури на швидкість хімічних процесів.Правило Вант-Гоффа
Швидкість хімічної реакції - це величина, що показує якзмінюються концентрації вихідних речовин або продуктів реакції за одиницю часу.
Швидкість хімічної реакції залежить від природи реагуючих речовині умов протікання реакції: концентрації с, температури t, присутності каталізаторів,а також від деяких інших чинників (наприклад, від тиску - для газових реакцій,від подрібнення - для твердих речовин, від радіоактивного опромінення).
Вплив концентрацій реагуючих речовин. Щоб здійснюва В¬ лосьхімічну взаємодію речовин А і В, їх молекули (частинки) повинні зіткнутися.Чим більше зіткнень, тим швидше протікає реакція. Число ж зіткнень тимбільше, чим вище концентрація реагуючих речовин. Звідси на основі обширного експериментальногоматеріалу сформульований основний закон хімічної кінетики, що встановлює залежністьшвидкості реакції від концентрації реагуючих речовин:
Швидкість хімічної реакції пропорційна добутку концентраційреагуючих речовин.
Для реакції (I) цей закон виразиться рівнянням
v = kc A c B , (1)
де Са і СВ - концентрації речовин А і В, моль/л; k - коефіцієнтпропорційності, званий константою швидкості реакції. Основний закон хімічноїкінетики часто називають законом діючих мас.
З рівняння (1) неважко встановити фізичний зміст константишвидкості k: вона чисельно дорівнює швидкості реакції, коли концентрації кожного з реагуючихречовин складають 1 моль/л або коли їх добуток дорівнює одиниці.
Константа швидкості реакції k залежить від природи реагуючих речовині від температури, але не залежить від їх концентрацій.
Рівняння (1), що зв'язує швидкість реакції з концентрацією реагуючихречовин, називається кінетичним рівнянням реакції. Якщо досвідченим шляхом визначенокінетичне рівняння реакції, то з його допомогою можна обчислювати швидкості при іншихконцентраціях тих же реагуючих речовин.
Залежність швидкості реакції від температури визначається правиломВант-Гоффа:
При підвищенні температури на кожні 10о швидкість більшостіреакцій збільшується в 2-4 рази.
Математично ця залежність виражається співвідношенням
v t 2 = v t 1 Оі,
де vt 1, vt 2 - швидкості реакції відповідно при початковій(T 1) і кінцевої (t 2) температурах, а Оі - температурний коефіцієнт швидкостіреакції, який показує, у скільки разів збільшується швидкість реакції з підвищеннямтемператури реагуючих речовин на 10 В°.
Правило Вант-Гоффа є наближеним і застосовне лише дляорієнтовної оцінки впливу температури на швидкість реакції. Температура впливаєна швидкість хімічної реакції, збільшуючи константу швидкості.
Обчисліть, у скільки разів зменшиться швидкість реакції, що протікаєв газовій фазі, якщо знизити температуру від 120 Вє до 60 Вє С. Температурнийкоефіцієнт дорівнює 3.
Відповідь. Швидкість хімічної реакції при пониженні температуривід 120 Вє до 60 Вє С зменшиться в 729 разів.
2. Другий закон термодинаміки. Мимовільні процеси.Вільна і зв'язана енергія. Ентропія
Хімічна термодинаміка - наука, що вивчає умови стійкостісистем і закони.
Термодинаміка - наука про макросистемах (рис.1).
Малюнок 1. Схема складових термодинамічної науки
Перший початок термодинаміки стверджує, що при перетворенні однієїформи енергії в іншу повна енергія системи не змінюється, проте не вказуєжодних обмежень щодо можливості цього процесу. Тому перше началотермодинаміки дозволяє розрахувати енергетичний ефект процесу, однак не даєвідповіді на питання про те, чи буде процес протікати мимовільно, про направленняі глибині протікання процесу.
Мимовільний процес - процес, який може протікати безвитрати роботи ззовні, причому в результаті може бути отримана робота у кількості,пропорційному произошли зміни стану системи. Мимовільний процесможе протікати або оборотно, або необоротно. Щоб мимовільний процес протікавоборотно, необхідно докласти ззовні такий опір, щоб перехід був дужеповільним і при нескінченно малій зміні протидіючої сили процес міг пітиу зворотному напрямку. У разі оборотно відбувається зміни стану системипроводиться максимальну кількість роботи. Всякий реальний процес в якійсьступеня є незворотнім, і одержувана робота менше максимально можливоготеоретичного кількості.
Вимушений процес - процес, для протікання якого вимагаєтьсязатрата роботи ззовні в кількості, пропорційній виробленому зміни станусистеми.
Другий закон термодинаміки дає можливість визначити, якийз процесів буде протікати мимовільно, яка кількість роботи може бутипри цьому отримано, який межа мимовільного перебігу процесу. Далі, другепочаток термодинаміки дає можливість визначити, якими мають бути умови, щобпотрібний процес протікав у необхідному напрямку і в необхідній мірі, що особливоважливо для вирішення різних завдань прикладного характеру.
Природні процеси завжди спрямовані в бік досягненняосі з темою рівноважного стану (механічного, термічного або будь-якого іншого).Це явище відбито другим законом термодинаміки, що має велике значення і дляаналізу роботи теплоенергетичних машин. У відповідності з цим законом, наприклад,теплота мимовільно може переходити тільки від тіла з більшою температурою дотілу з меншою температурою. Для здійснення зворотного процесу повинна бути витраченапевна робота. У зв'язку з цим другий закон термодинаміки можна сформулюватинаступним чином: неможливий процес, при якому теплота переходила б мимовільновід тіл більш холодних до тіл більш теплим (постулат Клаузіуса, 1850 р.).
Будь-яка форма енергії може повністю перейти у теплоту, алетеплота перетворюється в інші форми енергії лише частково.
хімічний термодинаміка швидкість розчин
Таким чином, можна умовно прийняти, що внутрішня енергіїсистеми складається з двох складових: "вільної" X та "пов'язаної"Y енергій, причому "вільна" енергія може бути переведена в роботу,а "пов'язана" енергія може перейти тільки в теплоту.
Мірою зв'язаної енергії є нова термодинамічна функціястану, звана ентропією.
У природі протікання більшості процесів, в тому числі і хімічних,супроводжується не тільки енергетичними ефектами, але й зміною в упорядкуваннірозташування частинок відносно один одного. Розглянуті вище приклади перетвореньмають одну загальну властивість: у кожному випадку стан продуктів характеризується більшоюхаотичністю, або невпорядкованістю, ніж стан реагентів. Розчинення хлоридукалію супроводжується порушенням регулярності в розташуванні часток у вузлах кристалічноїрешітки - виникає безладне розподіл іонів у розчині. Молекули води,утворюють кристал льоду, міцно утримуються в його кристалічній решітці. Приплавленні льоду молекули H2O починають вільно переміщатися відносно один одного.Високоупорядоченная кристалічна структура замінюється неврегульованою структуроюрідини. В процесі випаровування структура рідини, представлена ​​асоціатів зїї молекул, замінюється окремими молекулами, рухомими незалежно (в газов...
