Термохимияның негізгі мақсаты

Термохимия – химиялық динамиканың бөлімі, ол химмиялық реакциялардың жылу эффектісін және реакцияның жүру барысындағы элементтердің физико-химиялық параметрлеріне тәуелділігін қарастырады. Сонымен қатар термохимия мақсатына жылудың фазалық өтулер, ерулер, қосылу, тағы басқа процестер, жылу сыйымдылықты меңгеру және заттардың энтальпиясы мен энтропиясы кіреді. Термохимияның негізгі тәсілі – калориметрия болып табылады. Кей жағдайларда калориметриялық емес те тәсілдер (тепе-теңдік константасын өлшеу нәтижелерінен жылу эффектілерін санау) қолданылады, алайда бұл жағдайларда нәтижелер онша дәл болмайды.
1840 жылы Гесс атты химик тамаша заң ашты, кейіннен осы заңға оның аты беріліп, бұл заң реакцияның жылу эффектісін, заттардың түзілу жылулығын немесе олардың жануын есептеуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар тузілуі қиын, ал кейде мүлде мүмкін емес реакцияның жылу эффектісін табуға жол ашты. Есептеуге қажетті стандартты жылу түзілулер Нтүзо фундаменталды термохимиялық анықтамаларда жиылған.
ХІХ ғасылдың ортасында Томсон және Бертло ой тұжырымдады, олардың айтуы бойынша, энергиясыз болып жатқын химиялық реакциялар максималды жылу бөлінген жаққа ағады. Олармен және олардың шәкірттерімен термохимияның негізгі эксперименталдық тәсілдері жасалды және көптеген реакциялардың жылу эффектілері өлшенді.
Жалпы алғанда Бертло-Томсеннің мәлімдемелері шындыққа сай болмады, бірақ термохимияда белгілі бір шартта химиялық реакциялардың ағу мүмкіндігін зерттеу маңызы сақталды. Сонымен, Н-ТS=-RTlnKp – термодинамиканың бірінші және екінші бастамасының жалпы теңдеуі болып табылып (Н – энтальпия өзгеруі, S – химиялық реакция кезіндегі энтропияның өзгеруі, Т – температура, R – газ тұрақтысы), кез-келген реакцияның тепе-теңдік констартасын Кр жылулық өлшемдер арқылы есептеуге мүмкіндік береді.
        
        Термохимияның негізгі мақсаты
Термохимия – химиялық динамиканың бөлімі, ол химмиялық реакциялардың
жылу эффектісін және реакцияның жүру ... ... ... параметрлеріне тәуелділігін қарастырады. Сонымен қатар термохимия
мақсатына жылудың фазалық өтулер, ... ... тағы ... ... ... ... және ... энтальпиясы мен энтропиясы кіреді.
Термохимияның негізгі тәсілі – калориметрия болып табылады. Кей жағдайларда
калориметриялық емес те ... ... ... ... жылу ... санау) қолданылады, алайда бұл жағдайларда
нәтижелер онша дәл болмайды.
1840 жылы Гесс атты химик тамаша заң ... ... осы ... ... ... бұл заң ... жылу ... заттардың түзілу жылулығын
немесе олардың жануын есептеуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар тузілуі
қиын, ал кейде ... ... емес ... жылу ... ... жол
ашты. Есептеуге қажетті стандартты жылу түзілулер (Нтүзо фундаменталды
термохимиялық анықтамаларда жиылған.
ХІХ ғасылдың ортасында ... және ... ой ... ... ... ... ... жатқын химиялық реакциялар максималды жылу
бөлінген жаққа ... ... және ... шәкірттерімен термохимияның
негізгі эксперименталдық тәсілдері жасалды және көптеген реакциялардың ... ... ... ... мәлімдемелері шындыққа сай болмады,
бірақ термохимияда белгілі бір ... ... ... ... зерттеу маңызы сақталды. ... ... ... ... және ... ... жалпы теңдеуі болып
табылып (Н – энтальпия өзгеруі, S – химиялық реакция ... ... Т – ... R – газ тұрақтысы), кез-келген реакцияның тепе-
теңдік констартасын Кр ... ... ... есептеуге мүмкіндік береді.
Энтальпия өзгеруін (жылу эффект) лабораторияда оңай ... ... ... реакция шекарасын қоршап жасайды: бұл кезде энергия алмасу
жүзеге асады. Егер ... ... ... онда су ... ал ... ... онда ... Егер судың температура өзгеруін өлшесе
және су массасы мен оның меншікті жылу ... ... ... ... ... ... жұтқан немесе бөліп шығарған энергия
мөлшерін табуға болады.
Басқа тәсілдер мен ... ... ... ... ... ... ... шамасын алуға болады. Бұл қондырғы –
калориметрлік бомба деп ... және ... жану ... ... реакциялармен Н өлшеуге болады. Мысал ретінде метанның жану
реакциясын ... ... Бұл ... Н қарапайым асүйлік жабдық пен газ
плитасын қолданып табуға болады.
Ал ... ... мұны ... ... түседі. Мысалға, СаСО3
түзілу (еру) реакциясына 8000С-дан артық температура қажет. Бұл ... ... табу үшін суды ... ... ... ... ... табу жанама жүріп, энтальпиялық циклдер қолданылуымен
жүзеге асады.
Жоғарыда айтылғандай, калориметрия ... жылу ... ... ішінде ол тұздардың еру жылуын немесе басқа қосылыстардың
суда, не ... ... ... ... үшін ... ... ең қызықты мақсаты болып табылады, өйткені тұз еріген кездегі
бөлінген жылу заттарды қыздыру немесе суыту үшін ... жылу ... ... ... ... реакцияның жылу эффектісінің өэгеруі қалай анықталады.
Ерітінділердің түзілу процесі молекулярлы деңгейде келесі түрде
байқауға ... ... таза ... ... тобы ... мына ... керек: молекулалар бір-бірінен ерітіндінің соңғы концентрациясына
сәйкестендіріліп ... ... ... ... судағы
ерітіндісінде метанол молекулалары бір-бірінен өте алшақ орналасқан, ал су
молекулалары таза ... ... ... ... ... ... соңғы тығыздықты ерітінді түзілетіндей ... ... ... ... үшін ... заттар энергия
жұтуы қажет; алайда «алшақтатылған» жүйелер бөлшектері жақындап, ерітінді
түзген кезде энергия бөлінеді. ... орын ... ... ... ... және ... ... қатар
жүреді.
Еру процесіне Гиббс энергиясының кері әсермен өзіндік ағу нәтижесінде
еріткіш бөлшектерінің және ... ... тән ... ... ... ... ... бөлінуі
мен жұтылуында және бөлшекаралық орындардың өзгеруіне ... ...... еру ... бір-бірінен ерекшеленеді. Бөлшектердің
айырылуына кеткен энергия көлемінен жылжуға кеткен энергия ... ... ... ... ерітінділердің түзілуі – экзотермиялық процесс болып
есептеледі. Егер де бөлшектердің орын ауыстыруына қарағанда ... ... қоры ... онда бұл еру ...... ... ... болады) болып есептеледі. Айталық, энтальпиялық функция
Гиббс энергиясына G=H-TS өзгеріс әкелсе, онда арнайы эндотермиялық процесс
үшін шекті еруді ... ... бұл ... да ... ... Бірақ молекулярлы деңгейде эндотермияның жүрісінің ... ... ... ... таза сұйықтықтағы біртектес
бөлшектер бір-бірін күштірек тартады делінген. Осыдан келе, ... ... ... ... ... ... ... көбірек энергия жұмсалуы қажет.
Жоғарыда келтірілген мысалдар жобалап алынған, бірақ шындығында
ерітінділердің ... ... тым ... ... ... кездейсоқ реттелген бөлшектерден тұратын жүйе, мұны ... ... ... ... ... екенін аңғармаған. Егер
ерітіндінің пайда болуына реттелген ... бар ... әсер ... ... ... мәні ... аз оң ... түзілуі химиялық компоненттерінің потенциалдары ерітіндіге
өту кезінде азайғанға дейін ... ... ... ... ... және ... орын ауыстыру нәтижесінде, еру
процесінде химиялық потенциалының төмендеуімен ... Егер ... ... ... ... әртекті бөлшектерге қарағанда
көбірек болса, онда химиялық ... ... өте ... ғана көп, ал содан соң ол білінбей кетеді. Сол кезде екі ... ... ... ... ерігіштікке тәуелділігін айтса болады; бұл үшін
тек қана біртекті бөлшектердің ... ... білу ... ... өте ... әрі ... тартылу энергиясы болып
қызмет етеді, алайда ... ... ... шығанмаған жөн, мысалы:
молекула өлшемдері және бөлшектердің спецификалық әсерлесуі. Жалпы алғанда,
екі компоненттің еруі ... ... егер ... ... ... жылуы
көп үлкен мінге ие болса.
Екі ерітіндінің ... ... ... ... ... байқалады: бір-бірімен мүлде араласпауынан (мысалы, сынап және
су) бастап, біртекті ерітінді түзілгенге дейін кез-келген жағдайда ... ... және су). Еруі ... ... ... орын ... ... А және В (мысалы, анилин және су) шайқағаннан кейін екі
аралыққа бөлінеді: қаныққан ерітінді А В-да және ... ... В ... Алайда А және В компоненттері біртекті қоспа түзілуі үшін ... және ... ... ... ... өлшеулер
Ерітінділердің қасиеттері әр түрлі болғандықтан, ... ... ... ... Бұл көзқарастан идеал және
идеал емес ерітінділерді бөледі. Көпшілік физико-химиялық ... ... ... ... жылусыйымдылығын, сонымен қатар еру процесінің жылу
эффектілерін, фазалық ауысуын және ... ... білу ... ... ... жуық температура кезінде калориметриялық әдіс
кеңінен ... әдіс ... жылу ... Q ... мен ... температурасын t өлшеу арқылы анықтайды:
Q=(∑mici)t=c(t
мұнда, mi – зерттелетін ... ... ... және қасымша
тетіктер (араластырғаш, ампула, термометр); ci – зеттелетін заттың меншікті
жылу сыйымдылығы; c( - ... ... ... жылу сыйымдылығы.
1-теңдеу былай жазылуы мүмкін
Q=(K+m1c1)t
мұнда, К – калориметр тұрақтысы, яғни жылуалмасуға ... ... мен ... ... жылу ... Дж/К; с1 ... ... жылу сыйымдылығы; t – калориметр мен қоршаған орта
арасындағы жылу алмасу жоқ кездегі ... ... ... ... (диатермиялық) бар калориметр ортамен жылу
алмасуын аңғартып, ... ... (t ... ... ... сыйымдылық С жүйесін dQ/dT шығарушысы деп атайды. Газ бен
сұйықтық жылу ... ... ... ал ... заттардікі
орта және жоғары температураларға тәуелді емес.
Біртекті ... ... жылу ... ... ... көтерілуіне қатынасын айтады:
=Q / (T2-T1)=Q-T
Орташа жылу сыйымдылық ... ... ... ... және ... жылу ... арасындағы тәуелділік мына
теңдікпен беріледі:
=(CdT / (T2-T1)
T ≤ 50 болған ... ... ... ... ... ... нағыз және орташа жылу ... ... ... калориметриялық температураның өзгеруін 2-30 болған ... ... деп ... және ... ... жатқызады. Біртекті
дененің жылу сыйымдылығы оның массасына ... ... ... – заттың меншікті жылу сыйымдылығы, m – зат массасы. Егер
масса молярлы немесе атом массасына тең болса, онда жылу ... ... ... ... Егер ... ... ... қысым тұрақты болса, онда тұрақты қысым кезінде процестің жылу
эффектісі Qp, ал жылу ... Cp ... ... ... кезінде
жылу бөлумен жүретін процестерге оң таңба ... ... жылу ... ... ... Qp=-H шығады. Егер есептеулерде жылу эффект Q
немесе q болып белгіленсе, бұл жағдайда термохимиялық таңба жүйесін ... ... ... ... ауа ... және оған ... тұрады. Термостат шыны әйнекпен қоршалған қорап тәріздес және
оның ішіне жылытқыш, вентилятор, термохимиялық және контакттық термометрлер
орнатылған. ... ... аз жылу ... бар ... шамы қолданылады.
Қораптағы температура ±0,0020 дейін ұсталып тұрады.
Қораптағы ауа калориметрдің изотермиялық қабаты ретінде жүреді.
Калориметр ... ... ... ... ... ... арқылы араластырғыш, Бекман термометрі, электр қыздырғыш
және зерттелетін зат бар ампула ... ... ... ... үстел үстіне калориметр орналасады. Электр ... ... ... және ... ... ... ... араластырғыштың айналу жылдамдығын автотрансформатор арқылы реттеледі.
Электр жылытқыш қуаты ... ... ... ... 30 с. ... ... отыратын дыбыстың сигнализатор көмегімен іске асады. Калориметрлік
тәжірибеде процестің жылу ... мына ... ... ... ...... тәжірибе кезіндегі калориметрдің қоршаған
ортамен жылу алмасуы.
Егер зерттеліп жатқан процесс және калориметрдегі ... ... ... ... ... онда жылу ... 0-ге тең ... (q=0). Іс жүзінде
процесс жүруі және температураның түзелуіне уақыт керек, бұл ... ... ... ... ... q ... ... немесе береді. q
мөлшерін есепке алмайды, бірақ калориметрдегі ... ... ... ... ... t ... қылып жасайды.
Калориметриялық тәжірибе жылу ... ... ... ... ... бастау керек (0,04 град/мин аспаса). Бұл шартты
қораптағы ауа ... 1-20 кіші ... ... ... ... және ... ... орналастырғанда орындауға болады.
Мұндай температура айырмашылығында жылу келу жылдамдығы ауадан берілетін
жылуға тең ... ... ... ... ... Егер
зерттеліп жатқан процесте жылу бөліне байқалса, онда ... ... ... ... ... Егер ... жылу жұтылса, онда
калориметр температурасы төмендеуі тиіс. Тұрақты температураның ... ... ... 30 с. ... 10-12 ... ... ... ... ... ... жылу эффектісін
анықтайды. Бекман термометрімен температураны үздіксіз сол уақыт аралығында
өлшеп отырады. Жылуды жұту немесе шығару кезінде ... ... ... Бұл – ... ... ... кезеңі. Басты кезең
аяқталғаннан ... ... ... жағдайға келеді және ол
калориметриялық тәжірибенің соңғы кезегі, бұл кезде Бекман термометрімен ... ... ... ... ... қойылған калориметриялық ... ... ... ... ... қисығы көрсетілген. (t
мөлшерін жылу алмасуды ... ... ... ... ... ... тәсілде t тапқанда миллиметрлік қағазда абциса өсіне
масштабы 1 мин = 1 см., ... ... ... және ... таңдау
t үлкендігіне байланысты. t≤10 болғанда 10=10 см.; t≥10 ... 10=5 ... ... ... ... ... АВСD ... шығады. АВ кесіндісі
бастапқы периоды деп аталады, ВС басты, ал СD соңғы деп ... ... және жылу ... айырылмаған температура өзгерісі t АВ және СD
сызығын ЕF түзуімен қиылысқанша созады. Бұл үшін ... ... ... ... ... ... келетін m және n ... mn ... ... KP ... жүргізеді. EF кесіндісі
(t тең болады. mn кесіндісі t’-қа тең. Бастапқы және ... ... ... аз ... ... жылу алмасуды жоғалту аз болмақ және
(t’ (t-ға жақынырақ орналасады. Егер ... ... ... ... ... ... 0-ге тең болса, онда бұл жағдай t-ға ... ВС ... ... жылу ... ... тәуелді
(мысалы, араластырудан), ал АВ және CD сызықтарының еңкеюі ортамен жылу
алмасуға тәуелді. Бұл ... АВСD ... ... ... ... ... және дұрыс жүргенін аңғарса болады.
Ортамен жылу алмасу түзетулері дәл мән ... q ... ... ... кіші ... ... керек. Біз бұған қол жеткіземіз,
егер тәжірибе кезінде жылу тепе-теңдік жүйенің ауытқуы көп ... ... І3>3А тоқ ... t=t ... ... ... 3 тәжірибе орындау
керек. tэ=f(I) графигін құрып, tэ=t кездегі тоқ күшін интерполяциялап табу.
-----------------------
1-сурет
1 – термометр
2 – су
3 – ... жағу үшін ... ... – ауа ...... – үлгі салынған ыдыс
7 – қысымдағы оттегі
8 – бомба калориметр
2-сурет
1 – термометр
2 – ... ... ... ......... ... – калориметрлік қабықша
3-сурет
Калориметрлік тәжірибе кезіндегі температура өзгерісін анықтау

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Материал
Көлемі: 10 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 200 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Термохимия жайлы жалпы түсінік5 бет
Білімді, іскерлікті, дағдыны меңгеру процесі5 бет
Мақсары дақылын өсіру және өңдеу технологиясы22 бет
Радиолокациялық жүйелердегі ақпараттық технологиялар7 бет
ТП АБЖ негізгі функциялары, құрылымы мен талдауы Реттеудің типтік сұлбасы рН . Белгілері бойынша ТП АБЖ классификациялары .Шығынды реттеудің типтік сұлбасы . Каскадты АРЖ-ның есептеу әдістері6 бет
Төлем-ақы терминалы11 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь