Презентация на тему: Курс лекций по дисциплине «Химия»

Реклама. Продолжение ниже
Курс лекций по дисциплине «Химия»
Междисциплинарные связи в стоматологической практике
РЕКОМЕНДУЕМАЯ литература:
Химия и медицина
Химические явления чрезвычайно разнообразны,
Коллоидная химия, как и физическая химия, строится на основе двух наук –
Физическая химия
Коллоидная химия
Основные задачи дисциплины
Курс лекций по дисциплине «Химия»
Наиболее значимые разделы физической и коллоидной химии
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ХИМИЧЕСКИХ И БИОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Системой называется
Классификация систем
Термодинамические параметры и функции
Курс лекций по дисциплине «Химия»
Состояние системы
Курс лекций по дисциплине «Химия»
Внутренняя энергия (U, Дж/моль ). Теплота ( Q, Дж/моль ∙К ) и работа ( Дж или кДж )
Курс лекций по дисциплине «Химия»
 Обычно в ходе химической реакции теплота
В любом процессе соблюдается закон сохранения энергии (I закон термодинамики)–
Для закрытых систем уравнение I-го закона имеет вид:
Выражения I -го закона термодинамики для изохорного и изобарного процессов
В изохорном процессе (V = const)
В изобарном процессе (Р = const )
Курс лекций по дисциплине «Химия»
Примечание
Энтальпия. Тепловые эффекты. Стандартное состояние.
Курс лекций по дисциплине «Химия»
Таким образом,
Для того чтобы можно было сравнивать тепловые эффекты различных процессов,
Термохимические уравнения. Закон Гесса
Термохимические расчеты проводят, используя стандартные энтальпии (теплоты) образования веществ.
В основе термохимических расчетов лежит закон Г. И. Гесса (1840):
1 ) тепловой эффект реакции равен разности между суммой энтальпий образования продуктов реакции и суммой энтальпий образования исходных веществ с учетом числа
Реакцию, идущую без воздействия внешних факторов, называют самопроизвольной.
Мерой первой из этих тенденций для изобарных процессов служит уменьшение энтальпии системы ( Δ Н < 0).
Следовательно, уменьшение энтальпии — не единственный фактор, определяющий возможность протекания реакции.
ЭНТРОПИЯ
Курс лекций по дисциплине «Химия»
Энтропия имеет размерность энергии,
В изолированной системе самопроизвольно протекают только те процессы,
Энтропия возрастает при
Рассчитывают изменение стандартной энтропии по уравнению
Энергию Гиббса образования
Все самопроизвольные физические и химические превращения идут в направлении уменьшения энергии Гиббса.
Для нахождения изменения стандартной энергии Гиббса в реакции
Курс лекций по дисциплине «Химия»
1/49
Средняя оценка: 4.2/5 (всего оценок: 91)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (240 Кб)
Реклама. Продолжение ниже
1

Первый слайд презентации: Курс лекций по дисциплине «Химия»

ЛЕКТОР: Светлана Андреевна Сергеева КАНДИДАТ БИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК

Изображение слайда
1/1
2

Слайд 2: Междисциплинарные связи в стоматологической практике

Изображение слайда
1/1
3

Слайд 3: РЕКОМЕНДУЕМАЯ литература:

Основная литература Попков, В.А. Общая и биоорганическая химия /В.А.Попков, А.С. Берлянд.– М.: Издательский центр «Академия», 2011.-368 с. Слесарев, В.И. Химия: Основы химии живого /В.И. Слесарев.-СПб: Химиздат, 2007. С. 123-152. Беляев, А.П. Физическая и коллоидная химия /А.П. Беляев, В.И. Кучук, К.И. Евстратова и др.- М.: ГЭОТАР – Медиа, 2008. – С. 83-90, 130-139. Попков, В.А.Общая химия /В.А.Попков, С.А. Пузаков. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007.-С. 240-295.

Изображение слайда
1/1
4

Слайд 4: Химия и медицина

Химия – это фундаментальная наука, занимающая важное место в медицине, т.к. трактовать какие-либо проблемы, связанные с тем или иным заболеванием, назначать эффективные методы и средства их лечения без должной физико-химической подготовки невозможно.

Изображение слайда
1/1
5

Слайд 5: Химические явления чрезвычайно разнообразны,

но они все подчиняются общим закономерностям, изучение которых составляет предмет химии: физической и коллоидной

Изображение слайда
1/1
6

Слайд 6: Коллоидная химия, как и физическая химия, строится на основе двух наук –

с преобладанием второй.

Изображение слайда
1/1
7

Слайд 7: Физическая химия

изучает взаимосвязь химических процессов и физических явлений, которые их сопровождают, устанавливает закономерности между химическим составом, строением веществ и их свойствами, исследует механизм и скорость химических реакций в зависимости от условий их протекания.

Изображение слайда
1/1
Реклама. Продолжение ниже
8

Слайд 8: Коллоидная химия

– это наука, изучающая свойства гетерогенных высокодисперсных (сильно раздробленных) систем и протекающих в них процессов. Коллоидная химия первоначально была разделом физической химии, однако успехи ученых, работающих в данной области сделали ее не просто самостоятельной наукой, а сформировали целое научное направление нанотехнологию, рассматриваемое в настоящее время в качестве приоритетного пути развития мировой науки.

Изображение слайда
1/1
9

Слайд 9: Основные задачи дисциплины

Изучение основных разделов физической химии для более глубокого понимания не только теоретических основ химических дисциплин, но и биологических процессов, таких как осмос, поверхностные и капиллярные явления, коллоидное состояние вещества и др. Изучение физико-химических аспектов важнейших биохимических процессов и гомеостаза в организме.

Изображение слайда
1/1
10

Слайд 10

3. Изучение механизмов образования основного неорганического вещества костной ткани и зубной эмали, кислотно-основные свойства биожидкостей организма. 4. Изучение важнейших законов электрохимии, позволяющих прогнозировать коррозионную стойкость и оптимизировать поиск новых конструкционных стоматологических материалов.

Изображение слайда
1/1
11

Слайд 11: Наиболее значимые разделы физической и коллоидной химии

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
12

Слайд 12: ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ХИМИЧЕСКИХ И БИОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Термодинамика – это наука, изучающая законы энергетических превращений, сопровождающих физические, химические и биохимические процессы. Объектом изучения в термодинамике является термодинамическая система.

Изображение слайда
1/1
13

Слайд 13: Системой называется

тело или группа тел, отделенных от окружающей среды воображаемой или реальной границей раздела. Например, системой можно назвать реакционный сосуд и гальванический элемент.

Изображение слайда
1/1
14

Слайд 14: Классификация систем

В зависимости от способности системы к обмену энергией и веществом с окружающей средой различают: Открытые ( возможен обмен и энергией и веществом). Живые объекты. Закрытые ( возможен обмен энергией и невозможен обмен веществ). Плотно закрытая колба с раствором Изолированные ( отсутствует обмен энергией и веществом ). Химическая реакция, идущая в термостате

Изображение слайда
1/1
Реклама. Продолжение ниже
15

Слайд 15: Термодинамические параметры и функции

Изменение свойств системы определяется 1) термодинамическими параметрами ( давлением, концентрацией, температурой, объемом и др.) и 2) характеристическими функциями состояния ( внутренней энергией U, энтальпией Н, энтропией S и энергией Гиббса G).

Изображение слайда
1/1
16

Слайд 16

Например, состояние идеального газа определяется двумя параметрами из трех (р, V, T ). Характеристические функции состояния зависят только от начального и конечного состояния системы, но не от пути и способа, которым это состояние достигнуто (как, например, T и V ).

Изображение слайда
1/1
17

Слайд 17: Состояние системы

Состояние системы– это совокупность параметров, характеризующих систему в данный момент времени. Особого внимания заслуживают 2 вида состояния системы — 1) равновесное (отсутствие потоков в-в и энергии м/у системой и средой) и 2) стационарное.

Изображение слайда
1/1
18

Слайд 18

Последнее характерно для живых систем, а равновесное – для него смерть. При переходе системы из одного состояния в другое происходит изменение ее свойств во времени ; такое состояние называют переходным.

Изображение слайда
1/1
19

Слайд 19: Внутренняя энергия (U, Дж/моль ). Теплота ( Q, Дж/моль ∙К ) и работа ( Дж или кДж )

Энергетический эффект химической реакции возникает за счет изменения в системе внутренней энергии. Внутренняя энергия – это общий запас энергии системы, слагающийся из кинетической энергии движения составляющих ее частиц (молекул, атомов, ионов, электронов и др.) и потенциальной энергии их взаимодействия.

Изображение слайда
1/1
20

Слайд 20

Известны 2 формы передачи энергии от одной системы к другой. Упорядоченную (т.е. организованную) форму передачи энергии называют работой, а неупорядоченную (т.е. хаотическую) – теплотой. Если работа переходит в теплоту, то направленное организованное движение молекул становится неупорядоченным.

Изображение слайда
1/1
21

Слайд 21: Обычно в ходе химической реакции теплота

или поглощается, при этом внутренняя энергия системы возрастает ( Δ U>0 ), эндотермические реакции) или выделяется в окружающую среду, в этих случаях внутренняя энергия системы уменьшается (Δ U <0, экзотермические реакции).

Изображение слайда
1/1
22

Слайд 22: В любом процессе соблюдается закон сохранения энергии (I закон термодинамики)–

запас внутренней энергии изолированной системы остается постоянным, если отсутствует тепловой обмен с окружающей средой ( т.е энергии не исчезает бесследно и не возникает из ничего, а лишь эквивалентно переходит из одного вида в другой ).

Изображение слайда
1/1
23

Слайд 23: Для закрытых систем уравнение I-го закона имеет вид:

Q= Δ U+A

Изображение слайда
1/1
24

Слайд 24: Выражения I -го закона термодинамики для изохорного и изобарного процессов

Процесс – это п ереход системы из одного состояния в другое с изменением параметров состояния. Химические реакции обычно протекают при постоянном давлении (например, в открытой колбе) или при постоянном объеме (например, в автоклаве), т. е. являются, соответственно, изобарными или изохорными процессами.

Изображение слайда
1/1
25

Слайд 25: В изохорном процессе (V = const)

поглощенная системой теплота идет полностью на увеличение запаса внутренней энергии, поскольку работа расширения при постоянном объеме равна нулю :

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
26

Слайд 26: В изобарном процессе (Р = const )

совершается работа против внешнего (атмосферного) давления. Теплота, поглощенная в ходе реакции ( Qp ), расходуется на увеличение внутренней энергии Δ U и совершение работы:

Изображение слайда
1/1
27

Слайд 27

Или Раскроем скобки и сгруппируем члены с одинаковыми индексами:

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/4
28

Слайд 28: Примечание

Жизнедеятельность человека протекает при постоянстве температуры и давления, т. е. при изобарно-изотермических условиях (р, Т = const).

Изображение слайда
1/1
29

Слайд 29: Энтальпия. Тепловые эффекты. Стандартное состояние

Сумму U + PV называют энтальпией системы и обозначают буквой Н. Энтальпия (теплосодержание системы) является мерой энергии, накапливаемой веществом при его образовании или нагреве:

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
30

Слайд 30

Следовательно, Qp = Н 2 – Н 1 = Δ Н, т. е. теплота, поглощенная системой при постоянном давлении, расходуется на приращение энтальпии системы. При эндотермических реакциях энтальпия системы увеличивается и Δ Н > О (Н 2 > Н 1 ), а при экзотермических реакциях энтальпия системы уменьшается и Δ Н < О (Н 2 < Н 1 ).

Изображение слайда
1/1
31

Слайд 31: Таким образом,

в изохорном процессе тепловой эффект реакции равен изменению внутренней энергии системы, а в изобарном процессе - изменению энтальпии системы / В термохимии принято, что в том случае, когда в результате реакции теплота выделяется, Δ Q > 0, т. е.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
32

Слайд 32: Для того чтобы можно было сравнивать тепловые эффекты различных процессов,

расчеты обычно относят к 1 молю вещества и условиям, принятым за стандартные, давление 101,3 кПа (1 атм.) и любая температура, чаще всего, 298 К (25 °С). Стандартные энергетические эффекты принято обозначать Δ Н°298, Δ U °298.

Изображение слайда
1/1
33

Слайд 33: Термохимические уравнения. Закон Гесса

В термохимических расчетах используют термохимические уравнения. В них указывают тепловой эффект реакции ( количество теплоты ), а также фазовое состояние и полиморфную модификацию компонентов реакции: г - газовое, ж - жидкое к - кристаллическое, т - твердое, р - растворенное и др. Термохимическое уравнение горения ромбической серы в стандартных условиях имеет вид:

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
34

Слайд 34: Термохимические расчеты проводят, используя стандартные энтальпии (теплоты) образования веществ

Стандартная энтальпия образования Δ Н°обр. - это тепловой эффект реакции образования 1 моля сложного вещества из простых веществ, находящихся в стандартном состоянии. Из определения следует, что стандартные энтальпии образования простых веществ, устойчивых в стандартных условиях (газообразные кислород, водород, жидкий бром, ромбическая сера, графит и др.), приняты равными нулю. Тепловой эффект приведенной выше реакции является энтальпией образования SO 2 ; Δ H °( SO 2 ) = - 296,9 кДж/моль.

Изображение слайда
1/1
35

Слайд 35: В основе термохимических расчетов лежит закон Г. И. Гесса (1840):

тепловой эффект реакции не зависит от пути ее протекания, а зависит лишь от природы и физического состояния реагентов и продуктов реакции. Для расчета тепловых эффектов химических реакций используют следствие из закона Гесса:

Изображение слайда
1/1
36

Слайд 36: 1 ) тепловой эффект реакции равен разности между суммой энтальпий образования продуктов реакции и суммой энтальпий образования исходных веществ с учетом числа молей участвующих в реакции веществ, т. е

2) сгорания

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
37

Слайд 37: Реакцию, идущую без воздействия внешних факторов, называют самопроизвольной

Направление, в котором самопроизвольно протекает химическая реакция, определяется совместным действием двух факторов. 1) тенденцией к переходу системы в состояние с наименьшей внутренней энергией; 2) тенденцией к достижению наиболее вероятного состояния, т. е. состояния наибольшего беспорядка.

Изображение слайда
1/1
38

Слайд 38: Мерой первой из этих тенденций для изобарных процессов служит уменьшение энтальпии системы ( Δ Н < 0)

Еще в прошлом веке Бертло и Томсен утверждали, что самопроизвольно могут протекать экзотермические реакции, которые сопровождаются выделением теплоты, т. е. уменьшением энтальпии. Однако некоторые самопроизвольные процессы являются эндотермическими. Например, растворение солей в воде, плавление льда, испарение воды.

Изображение слайда
1/1
39

Слайд 39: Следовательно, уменьшение энтальпии — не единственный фактор, определяющий возможность протекания реакции

Все приведенные выше самопроизвольные процессы сопровождаются переходом из упорядоченного состояния частиц в менее упорядоченно.

Изображение слайда
1/1
40

Слайд 40: ЭНТРОПИЯ

Степень беспорядка, или неупорядоченности, в системе характеризуется функцией состояния системы, называемой энтропией. Энтропия является мерой вероятности состояния системы, ее величина пропорциональна логарифму термодинамической вероятности:

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
41

Слайд 41

где k = R / N A = 1,38 • 10 - 23 Дж/К; W - термодинамическая вероятность состояния системы, т. е. число равновероятных микросостояний, отвечающих данному макросостоянию. Макросостояние характеризуется определенными значениями параметров системы (температуры, давления, объема и т. д.). Микросостояние характеризуется определенным состоянием каждой частицы, входящей в состав системы.

Изображение слайда
1/1
42

Слайд 42: Энтропия имеет размерность энергии,

деленной на температуру, обычно ее относят к 1 молю вещества (мольная энтропия) и выражают в Дж/моль • К.

Изображение слайда
1/1
43

Слайд 43: В изолированной системе самопроизвольно протекают только те процессы,

которые сопровождаются увеличением энтропии — это одна из формулировок второго начала термодинамики, определяющего направление самопроизвольного протекания процесса.

Изображение слайда
1/1
44

Слайд 44: Энтропия возрастает при

плавлении, растворении, кипении, диссоциации молекул и т. п. Процессы, в результате которых упорядоченность системы возрастает (конденсация, полимеризация, сжатие, уменьшение числа частиц), сопровождаются уменьшением энтропии.

Изображение слайда
1/1
45

Слайд 45: Рассчитывают изменение стандартной энтропии по уравнению

Оба фактора - изменения энтальпии и энтропии - объединены в уравнение где AG - энергия Гиббса (изобарно-изотермический потенциал). где Δ G - энергия Гиббса (изобарно-изотермический потенциал).

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
46

Слайд 46: Энергию Гиббса образования

относят к 1 молю вещества и обычно выражают в кДж/моль; при этом Δ G 0 образования простого вещества приравнивают нулю. Изменение свободной энергии равно полезной максимальной работе, которую совершает система в изобарно-изотермическом процессе.

Изображение слайда
1/1
47

Слайд 47: Все самопроизвольные физические и химические превращения идут в направлении уменьшения энергии Гиббса

Они могут сопровождаться увеличением или уменьшением энтальпии и энтропии, но энергия Гиббса при этом всегда уменьшается. Реакции, в которых Δ G < 0, идут самопроизвольно в прямом направлении. Если Δ G > 0, то самопроизвольно протекает обратная реакция, а при значении Δ G = 0 - система находится в состоянии равновесия.

Изображение слайда
1/1
48

Слайд 48: Для нахождения изменения стандартной энергии Гиббса в реакции

должны быть известны изменения стандартных энтальпии и энтропии, а также температура.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
49

Последний слайд презентации: Курс лекций по дисциплине «Химия»

Как и в случае с Δ Н х.р. и Δ S х.р, изменение стандартной энергии Гиббса химической реакции можно рассчитать по уравнению:

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
Реклама. Продолжение ниже