Конспект лекций для студентов I курса медицинского факультета специальности «Стоматология»
Скачать 1.37 Mb.
|
SiO2 + 2OH- + Ca2+→ CaSiO3 + H2OОсновы химической термодинамикиК изучению химических процессов следует подходить через ряд последовательных приближений. На первом этапе целесообразно рассмотреть лишь начальное и конечное состояния взаимодействующих тел, не учитывая путь, по которому протекает процесс, и развитие процесса во времени. Такой подход называется термодинамический. Для удобства изучения необходимо изолировать объекты исследования. Такая совокупность тел, выделенная из пространства, называется системой. Если между системой и окружающей внешней средой отсутствует массо- и теплообмен, то такая система называется изолированной. Если это условие не соблюдается, то система называется открытой. Если в системе возможен только теплообмен, то она называется закрытой. Состояние любой системы характеризуется определенными термодинамическими параметрами, к которым относятся температура (Т), давление (Р), объем (V), химический состав. Изменение хотя бы одного из параметров ведет к изменению состояния системы. Состояние системы можно представить в виде так называемого уравнения состояния: (Р, V, T) = 0 Для идеального газа уравнением состояния является уравнение Менделеева – Клапейрона, для реальных газов часто применяют уравнение Ван-дер-Ваальса. Для жидкостей и твердых тел, особенно в условиях высокихдавлений и температур являются эмпирические, то есть экспериментально полученные уравнения, описыващие поведение вещества в определенных пределах по давлению и температуре. Для термодинамического описания системы обычно пользуются функциями состояния, которые могут быть однозначно определены через параметры Р, V и T. Значения этих функций не зависят от характера процесса, приводящего систему в данное состояние. К функциям состояния относятся: 1) внутренняя энергия системы (U); 2) энтальпия (теплосодержание) системы (Н); 3) энтропия (мера беспорядка) системы (S); 4) свободная энергия Гиббса (G); 5) свободная энергия Гельмгольца (F). Химические реакции сопровождаются выделением или поглощением энергии как правило в форме теплоты. Реакции, в которых теплота выделяется, называются экзотермическими, а реакции, идущие с поглощением теплоты, - эндотермическими. Так как выделение теплоты приводит к уменьшению теплосодержания системы, то Q = - H, где Q – теплота реакции, а H – изменение энтальпии системы. Таким образом, условием экзотермической реакции является Q > 0 или H < 0, а условием эндотермической реакции - Q < 0 или H > 0. Уравнение химической реакции, включающее величину теплового эффекта (энтальпии), называется термохимическим уравнением: 2Н2(г) + О2(г) = 2Н2О(ж) + 571,6 кДж или 2Н2(г) + О2(г) = 2Н2О(ж); H = 571,6 кДж Теплотой образования соединения называется количество теплоты, выделяемой или поглощаемой при образовании 1 моль соединения из простых веществ в их наиболее устойчивых модификациях. Так, теплота образования воды Hобр(Н2О) = 571,6/2 = 285,8 кДж/моль Теплота образования вещества, измеренная в стандартных условиях (Т = 298 К, Р = 101325 Па), называется стандартной теплотой образования и обозначается H0. Стандартная теплота образования простого вещества в его наиболее устойчивой модификации принимается равной нулю. Вычисление теплоты реакции по теплотам образования участвующих в ней веществ производится на основании закона Гесса: тепловой эффект химической реакции зависит только от состояния исходных и конечных продуктов и не зависит от того, через какие стадии реакция проходит. Тепловой эффект процесса равен сумме тепловых эффектов отдельных стадий процесса. Например, горение угля может протекать в одну стадию: С(тв) + О2(г) = СО2(г); H1 = 395,4 кДж, или через промежуточное образование оксида углерода (II): а) С(тв) + 1/2О2(г) = СО(г); H2 = 110,7 кДж, б) СО(г) + 1/2О2(г) = СО2(г); H3 = 284,7 кДж. Суммарная теплота, выделяемая в результате реакции, в обоих случаях одинакова: H1 = H2 + H3. Согласно следствию из закона Гесса, теплота реакции равна разности между суммами стандартных теплот образования конечных продуктов и исходных веществ. Например, для реакции MgO(тв) + CO2(г) = MgCO3(тв) H0реакции = H0(MgCO3) – [H0(MgO) + H0(CO2)] = = +115,6 – (– 602,0 – 395,4) = 1113,0 кДж. Стандартные теплоты образования веществ – табличные данные. Для протекающих в природе процессов известны две движущие силы – стремление перейти в состояние с наименьшим запасом энергии (H < 0) и стремление перейти в состояние наибольшего беспорядка (S > 0). Так как в химических реакциях обычно изменяются и энергия системы, и ее энтропия, то реакция протекает в том направлении, в котором суммарная движущая сила реакции уменьшается. В изобарно-изотермических условиях (при прстоянных давлении и температуре) общая движущая сила реакции называется энергией Гиббса: G = H – TS Отрицательное значение изменения энергии Гиббса (G < 0) является условием самопроизвольного протекания реакции. Температуру, при которой G = 0, называют температурой начала реакции. В этом случае ТG = 0 = H / S. Изменения энергии Гиббса и энтропии в химических реакциях аналогичны изменениям энтальпии (теплового эффекта) и определяются в соответствии со следствием из закона Гесса: Н0 = (Н0продуктов – Н0исх. в-в), G0 = (G0продуктов – G0исх. в-в), S0 = (S0продуктов – S0исх. в-в). |
Похожие:
 | Налоги и налогообложение: Конспект лекций / Составитель Н. А. Леончик. – Кемерово, 2006. – 80 с | | Методические рекомендации для руководителей по проведению производственной практики у студентов 5 курса стоматологического факультета... |
| Конспект лекций по курсу «Делопроизводство» составлен на основе базовой программы «Делопроизводство и документационное обеспечение... | | Учебно-методический комплекс предназначен для студентов VI курса факультета естественных наук, направление подготовки 020400 68 «Биология... |
| Страхование: конспект лекций по дисциплине для обучающихся по специальности 080101. 65 «Экономическая безопасность» / сост канд экон... | | Контроль и ревизия: конспект лекций по дисциплине для обучающихся по специальности 080101. 65 «Экономическая безопасность» / сост... |
 | Производственная практика по ортопедической стоматологии для студентов 4 курса: учебно-методическое пособие для студентов 4 курса... | | Аннотация к рабочей программе курса «Кариесология и заболевания твердых тканей зубов» дисциплины «Стоматология» |
| Предмет и содержание курса медицинского снабжения формирований мсго, всмк и других медицинских учреждений. Значение и задачи медицинского... | | Тесты контроля знаний по вопросам общественного здоровья и здравоохранения для студентов стоматологического факультета для текущего... |