- •Закономерности протекания химических реакций. Электрохимические процессы
- •Введение
- •Тема 3. Энергетика и направленность химических процессов
- •Типовые задачи и алгоритмы их решения
- •Термодинамические величины некоторых веществ при стандартных условиях
- •Вопросы для самостоятельной подготовки к контрольной работе
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 4. Химическая кинетика и равновесие
- •Типовые задачи и алгоритмы их решения
- •Смещение химического равновесия (принцип Ле-Шателье)
- •Вопросы для самоподготовки
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 5. Химическая активность металлов. Электродные потенциалы и электродвижущие силы
- •Стандартные электродные потенциалы некоторых металлов
- •Типовые задачи и алгоритмы их решения
- •Вопросы для самостоятельной подготовки
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 6. Коррозия и защита металлических конструкций
- •Типовые задачи и алгоритмы их решения
- •4Fe(oh)3 – приблизительная формула ржавчины.
- •Вопросы для самостоятельной подготовки
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Библиографический список рекомендуемой литературы
- •Оглавление
- •Закономерности протекания химических реакций. Электрохимические процессы
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра химии
269
Закономерности протекания химических реакций. Электрохимические процессы
Методические указания
к выполнению лабораторных и контрольных работ по химии
для студентов 1-го курса ВГАСУ специальности 220301 –
«Автоматизация технологических процессов
и производств (в строительстве)»
Воронеж 2006
Составители О.В. Артамонова, В.В. Шаталова
УДК 54.00
ББК 24.00
Закономерности протекания химических реакций. Электрохимические процессы [Текст] : метод. указания к выполнению лаб. и контр. работ по химии для студ. спец. 220301 / Воронеж. гос. арх. -строит. ун-т; сост.: О.В. Артамонова, В.В. Шаталова. – Воронеж, 2006. – 28 с.
Даны задания, которые помогут студентам самостоятельно подготовиться к лабораторным и контрольным работам по химии.
Предназначены для студентов специальности - 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств (в строительстве)».
Табл. 3. Библиогр.: 2 назв.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного архитектурно-строительного университета
Рецензент – О.Р. Сергуткина, к.х.н., доц., кафедры химии ВГАСУ
Введение
В предлагаемых методических указаниях даны разработки по самоподготовке по химии для студентов дневной формы обучения специальности «Автоматизация технологических процессов и производств (в строительстве)».
Самостоятельная работа студентов является важнейшим этапом переработки учебной информации в прочные и глубокие знания. Таким образом, задача данных методических указаний – научить студентов самостоятельно готовиться к лабораторным и контрольным работам, развивать у них способность к логическому мышлению, анализу и обобщению материала лекций и учебника.
Содержание указаний соответствует программе курса «Химия» и включает разделы: «Энергетика и направленность химических процессов», «Химическая кинетика и равновесие», «Химическая активность металлов», «Электродные потенциалы и электродвижущие силы», «Коррозия и защита металлов».
Для успешного выполнения лабораторных работ необходима предварительная подготовка. Данные указания должны помочь студентам при разборе, осмысливании домашних заданий и явиться практическим руководством к выполнению и подготовке контрольных работ. Перед каждой темой даны краткие необходимые теоретические сведения по изучаемым вопросам. Предлагаемые для самостоятельного решения упражнения позволят закрепить изучаемый материал.
Актуальность указаний заключается в том, что число учебных часов аудиторных лабораторных занятий ограничено, поэтому теоретическая подготовка к ним идет в основном при самостоятельном изучении материала
Тема 3. Энергетика и направленность химических процессов
Раздел химии, изучающий энергетику химических процессов, называется химической термодинамикой.
Термодинамика, не вскрывая механизма процесса, позволяет определить: тепловые изменения, сопровождающие реакции и позволяющие рассчитывать тепловые балансы процессов, энергетическую возможность и направленность протекания химических реакций при заданных условиях; выбор оптимального режима прохождения процессов, то есть выбор температуры, давления и концентрации исходных веществ. Термодинамика применяется к системам, находящимся в равновесии, и рассматривает только начальные и конечные их состояния.
Основной параметр, характеризующий энергетическое состояние системы – внутренняя энергия системы (ΔU), изменение которой в ходе процесса определяется количеством полученной теплоты (Q) и работой (А), совершенной в ходе процесса:
ΔU = Q ─ A. (3.1)
Применительно к химическим процессам, совершающимся при Р-const и Т- const, тепловой эффект выражают через энтальпию - ∆Н. В ходе реакции работа совершается только за счет части полученной системой теплоты. Другая часть теплоты, не превращенная в работу, идет на изменение энергетического состояния системы. Это положение выражается уравнением
ΔH = ΔG + TΔS. (3.2)
Количество теплоты (ΔH), которое не превращается в работу, представляется слагаемым – ТΔS, где ΔS – изменение энтропии системы. Величина ΔG – это та часть энергии, за счет которой в данных условиях может совершаться работа (ΔG – изобарно-изотермический потенциал или энергия Гиббса).
Так как самопроизвольные процессы совершаются в направлении уменьшения энергетического запаса системы, то получаемое при расчетах по уравнению (3.2) отрицательное значение величины ΔG указывает на самопроизвольное течение реакции. Таким образом, по знаку величины ΔG определяется направленность процесса в заданных условиях.