- •Тема 4.Физико-химические и пожароопасные
- •Тема 5. Основы радиохимии …………………………………. 77
- •Раздел II основные закономерности протекания химических процессов
- •Тема 6. Химическая термодинамика…………………….. 93
- •Тема 7. Химическая кинетика и равновесие ………… 108
- •Тема 11. Основы электрохимии…………………………….. 173
- •Раздел III химия растворов. Дисперсные системы. Начала электрохимии
- •Тема 8. Основные свойства растворов ………………… 129
- •Тема 9. Растворы электролитов…………………………….. 147
- •Тема 10. Окислительно-восстановительные
- •Тема 12. Химия дисперсных систем ……………………… 198
- •12.1. Классификация дисперсных систем ……………………………………199
- •Раздел 4. Физико-химические свойства органических веществ
- •Тема 13. Основные теоретические положения
- •Тема 14. Строение и свойства углеводородов ………. 224
- •Тема 15. Органическое топливо и его
- •Тема 16. Кислородсодержащие органические
- •Тема 17. Органические соединения,
- •Тема 18. Полимеры и полимерные материалы ……… 350
- •Тема 19. Химия огнетушащих веществ ………………… 380
- •Тема 20. Основы биохимии …………………………………… 396
- •Тема 21. Химия и защита окружающей среды ………. 406
- •Раздел I. Введение в общую химию
- •Тема 1. Основные понятия и законы химии
- •1.1. Основные понятия химии
- •1.2. Типы химических реакций
- •1.3. Стехиометрические законы химии
- •Тема 2. Периодический закон д.И. Менделеева и строение атома
- •2.1. История открытия Периодического закона
- •2.2. Структура периодической системы элементов
- •2.3. Строение атома
- •2.4. Понятие периодичности
- •Относительные электроотрицательности элементов ()
- •Тема 3. Химическая связь и типы взаимодействия молекул
- •3.1. Ионная связь
- •3.2. Ковалентная связь
- •3.3. Металлическая связь
- •3.4. Водородная связь
- •3.5. Межмолекулярные взаимодействия
- •3.6. Строение газов, жидкостей и твердых тел
- •3.7. Типы кристаллических решеток
- •Тема 4. Физико-химические и пожароопасные
- •4.1. Пожарная опасность металлов
- •Образуют водород
- •4.2.2. VII группа (подгруппа VII а) Галогены (солероды)
- •4.2.3. VI группа (подгруппа VI а) Кислород и халькогены (рождающие медь)
- •4.2.4. V группа (подгруппа V а) Подгруппа азота
- •4.2.5. IV группа (подгруппа IV а) Подгруппа углерода
- •4.2.6. III группа (подгруппа III а) Подгруппа алюминия
- •4.2.7. II группа (подгруппа II а) Щелочноземельные металлы
- •4.2.8. VIII группа (подгруппа VIII а) Инертные газы
- •4.2.9. Водород
- •Тема 5. Основы радиохимии
- •5.1. Краткая история открытия радиоактивности
- •5.2. Типы ионизирующего излучения
- •5.3. Обнаружение и измерение радиоактивности
- •5.4. Устойчивые и неустойчивые изотопы
- •5.5. Скорость радиоактивного распада. Период полураспада.
- •5.6. Естественная радиоактивность
- •5.7. Искусственные превращения
- •5.8. Типы ядерных реакций
- •5.8.1. Цепная реакция деления ядер
- •5.8.2. Ядерный синтез
- •5.8.3. Трансурановые элементы
- •5.9. Применение изотопов
- •5.9.1. Определение возраста образцов с помощью радиоуглерода
- •5.10. Практическое использование ядерной энергии
- •5.11. Радиоактивные отходы и их переработка
- •Раздел II основные закономерности протекания химических процессов
- •Тема 6. Химическая термодинамика
- •Раздел II включает в себя две основных темы: термодинамика химических процессов и кинетика химических процессов.
- •6.1. Основы термохимии
- •6.1.1. Основные понятия термодинамики
- •6.1.2. Первый закон термодинамики. Понятие энтальпии
- •6.1.3. Термохимические уравнения. Стандартные энтальпии образования и горения
- •6.1.4. Законы термохимии
- •6.1.5. Измерение тепловых эффектов реакций
- •6.2. Направленность химических процессов
- •6.2.1. Обратимые и необратимые процессы
- •6.2.2. Энтропия – мера неупорядоченности системы
- •6.2.3. Энергия Гиббса – критерий возможности протекания процесса
- •6.2.4. Расчеты с использованием термодинамических функций состояния
- •Тема 7. Химическая кинетика и равновесие
- •7.1. Скорость химической реакции
- •7.2. Факторы, влияющие на скорость реакции
- •7.2.1. Влияние концентрации реагентов на скорость реакции
- •7.2.2. Влияние температуры на скорость реакции
- •7.2.3. Влияние катализатора на скорость реакции
- •7.3. Типы сложных реакций
- •7.4. Обратимые реакции. Химическое равновесие
- •7.5. Факторы, влияющие на химическое равновесие. Принцип Ле Шателье
- •7.5.1. Влияние температуры на смещение равновесия
- •7.5.2. Влияние концентраций реагирующих веществ на смещение равновесия
- •7.5.3. Влияние давления на смещение равновесия
- •7.5.4. Влияние катализатора на смещение равновесия
- •7.5.6. Принцип Ле Шателье и управление химическими процессами
- •8.1.1. Способы выражения состава растворов
- •Раздел III химия растворов. Дисперсные системы. Начала электрохимии
- •Тема 8. Основные свойства растворов
- •8.1. Общая характеристика растворов
- •Поскольку число молей n может быть рассчитано по формуле
- •8.1.2. Физико-химические свойства воды
- •8.1.3. Механизмы процессов растворения
- •8.1.4. Термодинамика процесса растворения
- •8.1.5. Понятие растворимости
- •8.1.5.1. Растворимость газов в жидкостях
- •8.1.5.2. Растворимость жидкостей в жидкостях
- •8.1.5.3. Растворимость твердых тел в жидкостях
- •8.2. Коллигативные свойства растворов
- •8.2.1. Давление насыщенного пара
- •8.2.2. Давление пара над раствором. 1-й закон Рауля
- •8.2.3. Температура замерзания и температура кипения растворов.
- •8.2.4. Закон Рауля для многокомпонентных систем
- •8.2.5. Разделение многокомпонентных систем
- •8.2.6. Осмос
- •Тема 9. Растворы электролитов
- •9.1. Теория электролитической диссоциации
- •9.1.2. Диссоциация кислот, гидроксидов, солей
- •Количественные характеристики процесса диссоциации
- •9.1.4. Сильные и слабые электролиты
- •9.1.5. Водородный показатель рН
- •9.2. Растворы солей в воде
- •9.2.1. Произведение растворимости
- •9.2.2. Условия осаждения и растворения солей
- •9.2.3. Реакции солей в растворе. Гидролиз солей
- •9.2.4. Буферные растворы
- •Тема 10. Окислительно-восстановительные реакции
- •10.1. Понятие окислительно-восстановительных реакций
- •10.2. Степень окисления
- •10.3. Основные положения теории окисления - восстановления
- •10.4. Важнейшие окислители и восстановители
- •10.4.1. Группа восстановителей
- •10.4.2. Группа окислителей
- •10.5. Классификация окислительно-восстановительных реакций
- •11.1. Гальванические элементы
- •11.1.1. Электродный потенциал
- •11.1.2. Стандартный водородный электрод
- •11.1.3. Стандартные электродные потенциалы
- •11.1.4. Уравнение электродного потенциала (уравнение Нернста)
- •11.1.5. Электрохимический ряд напряжений
- •11.1.6. Механизм возникновения электрического тока в гальванических элементах
- •11.1.7. Химические источники тока
- •11.1.8. Концентрационные элементы
- •11.1.9. Топливные элементы
- •11.2. Коррозия металлов
- •11.2.1. Основные виды коррозии металлов
- •11.2.2. Защита металлов от коррозии
- •11.3. Электролиз
- •Тема 12. Химия дисперсных систем
- •12.1. Классификация дисперсных систем
- •12.2. Способы получения коллоидов
- •Поверхностное натяжение жидкостей на границе с воздухом
- •12.4. Сорбционные процессы
- •12.5. Молекулярно-кинетические свойства коллоидных растворов
- •12.6. Оптические свойства коллоидных растворов
- •12.7. Строение коллоидных частиц
- •12.8. Электрокинетические свойства коллоидных растворов
- •12.9. Устойчивость коллоидных систем
- •12.10. Разрушение коллоидных систем
- •12.10.1. Методы разрушения аэрозолей
- •Раздел 4. Физико-химические свойства органических веществ
- •Тема 13. Основные теоретические положения
- •Органической химии
- •13.1. Теория химического строения а.М. Бутлерова
- •13.2. Классификация органических соединений
- •13.3. Типы органических реакций
- •Тема 14. Строение и свойства углеводородов
- •14.1. Ациклические предельные углеводороды (алканы)
- •1. Основные реакции алканов – реакции замещения водорода, идущие по свободно-радикальному механизму.
- •14.2. Ациклические непредельные углеводороды
- •Непредельные углеводороды
- •14.3. Галогенпроизводные углеводородов
- •14.4. Насыщенные циклические соединения (циклоалканы)
- •14.5. Ароматические углеводороды (арены)
- •14.5.1. Конденсированные циклические системы
- •Тема 15. Органическое топливо и его переработка
- •15.1. Твердое топливо и продукты его переработки
- •15.1.1. Сухая перегонка угля (пиролиз)
- •15.1.2. Газификация угля
- •15.1.3. Гидрогенизация угля
- •15.2. Жидкое топливо и продукты его переработки
- •15.2.1. Первичная переработка нефти
- •15.2.2. Вторичная переработка нефти
- •Крекинг
- •Риформинг
- •Пиролиз углеводородов
- •15.3. Газовое топливо и продукты его переработки
- •Тема 16. Кислородсодержащие органические соединения
- •16.1. Спирты
- •Классификация спиртов
- •16.1.1. Предельные одноатомные спирты
- •16.1.2. Многоатомные спирты
- •16.1.3. Фенолы
- •16.2. Простые эфиры спиртов
- •16.3. Органические перекисные соединения
- •16.4. Альдегиды и кетоны
- •16.5. Карбоновые кислоты
- •Классификация карбоновых кислот
- •16.5.1. Предельные одноосновные карбоновые кислоты
- •16.5.2. Непредельные карбоновые кислоты
- •16.5.3. Высшие жирные кислоты
- •16.5.4. Мыла
- •16.6. Сложные эфиры
- •16.6.1. Жиры
- •16.6.2. Воски
- •Тема 17. Органические соединения,
- •17.1.1. Тиолы
- •17.1.2. Органические сульфиды
- •17.1.3. Эфиры серной кислоты
- •17.2. Азотсодержащие органические соединения
- •Первичные алифатические амины
- •Вторичные алифатические амины
- •Первичные ароматические амины
- •Химические свойства солей диазония
- •17.2.2. Цвет и строение вещества
- •17.2.3. Нитросоединения
- •17.3. Краткая характеристика взрывчатых веществ
- •17.3.1. Параметры горения и взрывов вв
- •Параметры детонационной волны некоторых вв
- •Теплота взрыва некоторых вв
- •17.3.2. Чувствительность взрывчатых веществ
- •Чувствительность к тепловым воздействиям
- •Температура вспышки вв
- •Чувствительность к механическим воздействиям
- •Чувствительность бризантных вв к удару
- •Чувствительность инициирующих вв к удару
- •17.3.3. Химическая стойкость взрывчатых веществ
- •17.3.4. Условия распространения детонации и факторы, влияющие на ее скорость
- •Критический диаметр некоторых вв
- •17.3.5. Краткие сведения об основных взрывчатых веществах
- •Инициирующие взрывчатые вещества
- •Бризантные взрывчатые вещества
- •Тетрил или тринитрофенилметилнитрамин -
- •Метательные взрывчатые вещества, или пороха
- •Тема 18. Полимеры и полимерные материалы
- •Классификация полимеров
- •Отличительные особенности полимеров
- •18.1. Способы получения полимеров
- •18.1.1. Реакции полимеризации
- •18.1.2. Реакции поликонденсации
- •18.2. Деструкция полимеров
- •18.3. Факторы, влияющие на термостойкость полимеров
- •18.4. Полимерные материалы
- •18.4.1. Каучуки
- •18.4.2. Пластмассы
- •Тема 19. Химия огнетушащих веществ
- •19.1. Способы прекращения горения
- •Отв и способы прекращения горения
- •Применение отв для тушения пожаров различных классов
- •19. 2. Вода как отв
- •Преимущества воды как отв
- •Недостатки воды как отв
- •Если угол не устанавливается, то смачивание полное, капля тонкой пленкой растекается по поверхности твердого тела.
- •Пути повышения эффективности воды как отв
- •19.3. Пены как отв
- •19.3.1. Общая характеристика пенообразователей
- •19.3.2. Химическая пена
- •19.3.3. Воздушно-механическая пена
- •19.3.2. Пенообразователи целевого назначения
- •19.4. Негорючие газы как отв
- •19.5. Ингибиторы горения
- •19.5.1. Хладоны как отв
- •19.5.2. Тушение порошковыми составами
- •Тема 20. Основы биохимии
- •20.1. Углеводы
- •20.2. Жиры
- •20.3. Белки
- •Типы белков, присутствующих в человеческом теле, и их функции
- •20.4. Метаболизм пищевых продуктов
- •20.5. Химические элементы в организме человека
- •Элементный состав взрослого человека с массой 70 кг
- •Источники, функции и признаки недостаточности в организме
- •20.6. Витамины
- •Источники, функции и внешние проявления недостаточности
- •20.7. Борьба организма с ядами
- •Тема 21. Химия и защита окружающей среды
- •21.1. Природные и антропогенные источники загрязнения окружающей среды
- •21.2. Виды загрязнений воды и их контроль
- •21.2.1. Вода как природный ресурс
- •21.2.2. Виды загрязнений воды
- •21.2.3. Методы очистки и обработки воды
- •21.2.3.1. Очистка воды в природе
- •21.2.3.2. Жесткость воды и способы ее устранения
- •20.2.3.3. Очистка и водоподготовка природных вод
- •21.2.3.4. Очистка бытовых и промышленных вод
- •21.3. Борьба с загрязнениями воздуха
- •21.3.1. Строение и состав атмосферы
- •21.3.2. Виды загрязнений воздуха
- •21.3.3. Защита воздушного бассейна от загрязнений
- •21.4. Экологические проблемы применения огнетушащих веществ
- •Литература
6.1.3. Термохимические уравнения. Стандартные энтальпии образования и горения
Термохимическими уравнениями называются химические уравнения, в которых указано количество выделенного или поглощенного тепла и указано агрегатное состояние веществ.
По тепловому эффекту все реакции делятся на экзотермические и эндотермические.
Таблица 6.1.
Классификация реакций по тепловому эффекту
Реакции (процессы) |
|
Экзотермические |
Эндотермические |
Реакции, идущие в выделением тепла. |
Реакции, идущие с поглощением тепла. |
Q > 0, Н < 0 |
Q < 0, Н > 0 |
Запись экзотермических реакций: А + В С + D + Q ` А + В С + D Н < 0 |
Запись эндотермических реакций: А + В С + D Q А + В + Q С + D А + В С + D Н > 0 |
Примеры физических процессов: |
|
конденсация, кристаллизация. |
испарение, плавление. |
Примеры химических реакций: |
|
Все реакции горения; N2 + 3H2 2NH3 Н = 92 кДж. |
Фотосинтез (на 1 кг синтезируемой глюкозы требуется 15 МДж тепла); N2 + O2 2NO Н = 180 кДж. |
Все термодинамические величины определяют при стандартных условиях: Т = 298 К; р = 101,3 кПа.
Энтальпия образования вещества Нобр – это тепловой эффект реакции образования 1 моль сложного вещества из простых. Фактически эта величина характеризует теплосодержание вещества.
С(граф) + О2 (г) СО2 (г) Нобр(СО2) = 393,5 кДж.
0,5N2 +0,5 O2 NO Нобр (NO) = 90 кДж.
При образовании первого вещества – углекислого газа – тепло выделяется, а при образовании оксида азота (I) – тепло поглощается. Вещества второго типа, как правило, нестойкие. Чем меньше значение теплоты образования в ряду однотипных веществ, тем более устойчиво вещество.
Теплота образования простых веществ в стандартном состоянии принимается равной 0. Например, Нобр(О2)= 0; Нобр (Сграфит )= 0.
Значения теплоты образования веществ приведены в справочных таблицах. В таблице 6.1. приведены некоторые значения термодинамических функций состояния.
Таблица 6.2.
Стандартные энтальпии образования, энтропии и энергии Гиббса
некоторых веществ при 298 К
№ п/п |
Вещество |
Н0 обр., кДж/моль |
S0, Дж/мольК |
G0, кДж/моль |
1. |
С (графит) |
0 |
5,7 |
0 |
2. |
СО (г) |
- 110,5 |
197,5 |
- 137,1 |
3. |
СО2 (г) |
- 393,5 |
213,7 |
- 394,4 |
4. |
СН4 (г) |
- 74,9 |
186,2 |
- 50,3 |
5. |
С2Н2 (г) |
226,8 |
200,8 |
209,2 |
6. |
С6Н6 (ж) |
49,1 |
173,2 |
124,4 |
7. |
С2Н5ОН (ж) |
- 277,6 |
160,7 |
- 174,5 |
8. |
Н2 (г) |
0 |
130,5 |
0 |
9. |
СаСО3 (кр) |
-1207,0 |
88,7 |
-1127,7 |
10. |
СаС2 (кр) |
- 62,8 |
70,2 |
- 67,8 |
11. |
Н2О (г) |
- 241,8 |
188,7 |
- 228,6 |
12. |
Н2О (ж) |
- 285,8 |
70,1 |
- 237,3 |
13. |
О2 (г) |
0 |
205,0 |
0 |
14. |
SO2 (г) |
- 296,9 |
248,5 |
- 300,4 |
15. |
N2 (г) |
0 |
191,5 |
0 |
Теплотой горения вещества Нгор называется тепловой эффект реакции окисления 1 моль данного вещества кислородом с образованием высших оксидов соответствующих элементов.