Задание к занятию № 2

1. Теория. Основные закономерности протекания химических процессов. Раздел 1 программы.

2. Решить задачи (смотри приложение).

1. Вычислить тепловой эффект, стандартную энергию Гиббса и стандартную энтропию реакции образования глюкозы по реакции: 6СО₂ + 6Н₂О = С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ (с.у.). Определите, при каких условиях она возможна?

2. Рассчитайте ∆S° реакции АТФ + Н₂О = АДФ + Ф при 310 К. Для этой реакции ∆G° и ∆Н° составляют -30,9 и -20,08 кДж/моль, соответственно.

3. Напишите выражение констант равновесия для реакций:

CH₃COOH_(р) ↔ H⁺_(р)+ CH₃COO^-_(р)

H₂O_(ж) + CO_2(г) ↔ H₂CO_3(р)

2NO_(г) + Cl_2(г) ↔ 2NOCl_2(г)

4. В каком направлении сместится равновесие при добавлении к раствору щелочи:

СО₃^2- + H₂O ↔ НСО₃^- + ОН^-.

3. Лабораторная работа №2 «Определение теплоты нейтрализации».

Лабораторная работа №3 «Влияние различных факторов на положение равновесия химической реакции» (смотри приложение).

IV. Самостоятельная работа №1. Способы выражения концентрации растворов.

Приложение к п.II.

Термодинамические свойства некоторых веществ.

ΔН°₂₉₈ – стандартная теплота образования вещества, кДж/моль

ΔG°₂₉₈ – стандартное изменение энергии Гиббса при образовании

сложного вещества, кДж/моль

S°₂₉₈ – стандартная энтропия вещества. Дж/моль•К

Сокращения, принятые в таблице:

кр– кристаллическое состояние,

ж– жидкое состояние,

г– газообразное состояние,

aq– вещество в водном растворе.

Вещество или ион	Состояние	ΔН°298, кДж/моль	ΔG°298, кДж/моль	S°298, Дж/моль
С2Н6	г	–85	–33	229
СО2	г	–394	–394	214
Н2О	г	–242	–229	189
Н2О	ж	–286	–238	70
О2	г	0	0	205
С6Н12О6	кр	–1274	–911	212
C12H22O11	кр	-2222	-1545	360

Задача 1. Вычислить тепловой эффект процесса усвоения сахарозы:

C₁₂H₂₂O_11(кр) + 12O_2(г) = 12СO_2(г) + 11H₂O_(ж)

ΔH^о_р-ции.= Σ υ ΔH^о_{обр.прод.}- Σ υ ΔH^о_{обр.исх.,}

ΔH^о_р-ции.= [12ΔН⁰_обр(СO₂) + 11ΔН⁰_обр(Н₂O)] ­ [ΔН⁰_обр(С₁₂Н₂₂O₁₁) + 12ΔН⁰_обр(O₂)] = [12 · (–394) + 11 · (–286)] – [(–2222) + 12 · 0)] = (–4726) + (–3146) + 2222= – 5652 кДж/моль.

Задача № 2. Вычислите ΔG˚ реакции гидратации яичного альбумина при 25˚С, ΔН˚=-6,58 кДж/моль; ΔS˚=-9,5 Дж /(моль·К). Оцените роль энтальпийного и энтропийного факторов.

Дано: DDНo = –6,58 кДж/моль DDSo = –9,5 Дж/моль= –0,0095 кДж/моль t = 25˚С DDGo реакции гидратации–?

Решение: По уравнению Гиббса: ΔG˚ = ΔН˚ - T ΔS˚ Т = t + 273 = 25 +273 = 298 К ΔG˚ = –6,58 - 298 ∙ (–0,0095) = –3,75 кДж/моль

Энтальпийный фактор способствует протеканию процесса (DDН^o < 0), энтропийный препятствует (DDS^o< 0). Реакция гидратации яичного альбумина протекает в стандартных условиях (DDG^o < 0).

Ответ: –3,75 кДж.