Каким образом определяется возможность и направление протекания химических реакций? Пользуясь таблицей, вычислите изменения энергии Гиббса и приведите ответ на следующий вопрос: (Решение → 34990)
Заказ №38812
Каким образом определяется возможность и направление протекания химических реакций? Пользуясь таблицей, вычислите изменения энергии Гиббса и приведите ответ на следующий вопрос: В процессе усвоения углеводов в организме человека происходит гидролитическое расщепление полисахаридов до моносахаридов, которые далее окисляются до CO2(г) и Н2О(ж). Рассчитайте изменения энтальпии системы, энтропии и энергии Гиббса (при 37оС) реакции окисления кислородом сахарозы.
Решение:
1. Для проведения термодинамических расчетов используют справочные данные (таблицы термодинамических величин), в которых приводятся чаще всего стандартные энтальпии образования, энергии Гиббса образования и энтропии различных веществ: ΔН0 298, ΔG 0 298, S 0 298. Стандартная энтальпия образования и энергия Гиббса образования простых веществ принимаются равными нулю. Если элемент образует несколько простых веществ, то стандартным считается состояние элемента в виде наиболее устойчивой в данных условиях модификации (кислород, ромбическая сера, графит, кристаллический йод, жидкий бром и др.). Энтропии простых веществ не равны нулю. Для расчета ΔН0 , ΔG 0 , S 0 химических реакций применяют закон Гесса или его следствия. Расчетные данные относятся к мольным соотношениям веществ, которые указаны стехиометрическими коэффициентами химического уравнения. Термохимические расчеты основаны на законе Гесса (1840): тепловой эффект реакции зависит только от природы и физического состояния исходных веществ и конечных продуктов, но не зависит от пути перехода. Часто в термохимических расчетах применяют следствие из закона Гесса: тепловой эффект реакции (∆rH) равен сумме теплот образования (∆fH) продуктов реакции за вычетом суммы теплот образования исходных веществ с учетом коэффициентов перед формулами этих веществ в уравнении реакции ∆rH = ∑ ni∆fHпрод – ∑ nj∆fHисх Стандартная энтальпия образования ΔНобр – теплота, выделяемая или поглощаемая при образовании 1 моль вещества из простых веществ, его составляющих, при стандартных условиях. Для изолированных систем критерием самопроизвольного течения процесса является рост энтропии. Энтропия – мера состояния молекул, мера хаотичности системы. Sпара>Sжидкости>Sтверд. 96 Для реакции, проходящей при постоянном давлении (это большинство реакций в природе), Sср = H/T. Абсолютное значение энтропии всех веществ приводится в справочнике. Для расчета надо использовать следствия закона Гесса ∆S 0 р-ции=𝚺nj𝚫S 0 j продукты -𝚺ni𝚫S 0 i исх.в-в Самопроизвольный процесс в некоторой системе (где изменения и энтропии, и энтальпии относятся только к рассматриваемой системе) возможен, если: S – H/Т > 0, или H – T S < 0. Значение этой функции (ее знак): G = H – T S и определяет направление процесса. Функция состояния системы G называется энергией Гиббса, или изобарноизотермическим потенциалом, или свободной энергией (устар.) системы. В системе в качестве самопроизвольного возможен только тот процесс, в результате которого энергия Гиббса системы уменьшается, G < 0. Это одно из основных уравнений химической термодинамики, т.к. связывает возможность протекания химической реакции в системе с происходящими при этом изменениями энтальпии H и энтропии S. Величина ∆G для той или иной реакции может быть определена по формуле: ΔGr = ΔGобр(продуктов) – ΔGoбp(реагентов). Если нужно рассчитать энергию Гиббса для температуры, отличной от стандартной, то используют уравнение ΔG 0 т = ΔН0 т – TS 0 т, где ΔН0 и S 0 – величины, зависящие от температуры. Например, ΔG 0 298 = ΔН0 298 – TS 0 298 ΔG 0 1000 = ΔН0 1000 – TS 0 1000, Для ориентировочных расчетов можно принять, что ΔН0 и S 0 мало зависят от температуры (что часто имеет место в действительности), т.е. ΔН0 т ≈ ΔН0 298, S 0 т ≈ S 0 298. Тогда уравнение примет вид: ΔG 0 298 ≈ ΔН0 298 – TS 0 298 Для ориентировочных приближенных расчетов.
Для реакции, проходящей при постоянном давлении (это большинство реакций в природе), Sср = H/T. Абсолютное значение энтропии всех веществ приводится в справочнике. Для расчета надо использовать следствия закона Гесса ∆S 0 р-ции=𝚺nj𝚫S 0 j продукты -𝚺ni𝚫S 0 i исх.в-в Самопроизвольный процесс в некоторой системе (где изменения и энтропии, и энтальпии относятся только к рассматриваемой системе) возможен, если: S – H/Т > 0, или H – T S < 0. Значение этой функции (ее знак): G = H – T S и определяет направление процесса. Функция состояния системы G называется энергией Гиббса, или изобарноизотермическим потенциалом, или свободной энергией (устар.) системы. В системе в качестве самопроизвольного возможен только тот процесс, в результате которого энергия Гиббса системы уменьшается, G < 0. Это одно из основных уравнений химической термодинамики, т.к. связывает возможность протекания химической реакции в системе с происходящими при этом изменениями энтальпии H и энтропии S. Величина ∆G для той или иной реакции может быть определена по формуле: ΔGr = ΔGобр(продуктов) – ΔGoбp(реагентов).
- Для D-арабинозы написать реакции окисления, восстановления, образования озазона. Какое строение имеет моносахарид, являющийся эпимером по отношению к D-арабинозе.
- Раствор объемом 500см3 содержит гидроксид калия массой 2,8 г. Какова молярная концентрация раствора?
- Составьте смету на создание газонов площадью 0,5 га, если норма высева семян трав на 1 га составляет 80 кг/га, а их стоимость 580,2 руб./кг. Норму накладных расходов принять в размере 8,5%, норму плановых накоплений 6%.
- Приведите реакции, протекающие между п-аминофенолом и следующими реагентами: a) HCI; б) NaOH, 𝐻2𝑂; в) 𝐶𝐻3𝐼; г)𝐶𝐻3𝐶𝑂𝐶𝑙; д) (𝐶𝐻3𝑂)2𝑆𝑂2, NaOH, 𝐻2𝑂; e) 𝐶𝑟𝑂3, 𝐻2𝑂; ж) 𝐻𝑁𝑂3, 𝐻2𝑆𝑂4. Назовите продукты.
- Определить количество тепла, сообщённое 88 г углекислого газа, если он был изобарически нагрет от 300 К до 350 К. Какую работу при этом может совершить газ и как изменится его внутренняя энергия?
- Приведите принцип определения растворимости ацетилсалициловой кислоты в воде в соответствии с требованиями ФС 2.1.0006.15 (Приложения № 3,4).
- Рассчитайте заработную плату рабочего на посадке деревьев по сдельно-премиальной системе оплаты труда по следующим данным: нормы затраты труда - 0,4 чел. час на одно растение. отобрано 178 чел.- ч.
- Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций в растворах между: а) CdS + HCl б)Cr(OH)3+NaOH
- Для совместной постройки жилых комплексов ПАО «Новострой», ООО «Частные инвестиции», АО «ВЭК», ГУП «Соцжилстрой» создали ООО «Жилье для всех». Доли в уставном капитале общества были распределены следующим образом: ПАО «Новострой» - 40%, ООО «Частные инвестиции» - 10%, АО «ВЭК» - 20%, ГУП «Соцжилстрой» - 30%.
- Напишите реакции п-крезола с реагентами: a) NaOH (𝐻2𝑂); б) 𝐶𝐻2𝑀𝑔𝐼; в) 𝐶2𝐻5𝑂𝑁𝑎; г) 𝐹𝑒𝐶𝑙3(𝐻2𝑂). Какая из этих реакций является качественной для обнаружения фенольного гидроксила в ароматическом соединении
- Мазина, одинокая и обеспеченная женщина, по объявлению познакомилась с Жуковым, который представился ей отставным полковником и, воспользовавшись доверием Мазиной, получил от нее крупную сумму денег, причем часть в валюте, для приобретения новой квартиры.
- Дано: ω(NaCl) = 20% ρ = 1.147 г/мл
- Группа подростков, организованная ранее судимым Сурковым, была задержана при попытке совершить кражу из квартиры Коваленко. В группу входили подростки в возрасте двенадцати-тринадцати лет. Сурков совершил преступление
- Дайте обоснование реакциям подлинности анестезина по сложно-эфирной группе. Приведите химизм реакций и внешний эффект.