4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Причины возможных реакций

Почему протекают химические реакции?

Основные понятия химической термодинамики

Химические процессы могут протекать с изменением химического состава вещества (химические реакции) и без его изменения (фазовые переходы). Совокупность веществ, находящихся во взаимодействии и выделенных из окружающего пространства (мысленно) называется системой. Например: атом водорода (система из ядра и электрона), водный раствор различных солей и т.д.

В зависимости от характера взаимодействия системы с окружающей средой различают: открытые или незамкнутые (происходит обмен теплом, энергией и веществом с окружающей средой), закрытые или замкнутые (происходит обмен теплом и энергией с окружающей средой, но нет обмена веществом) и изолированные (отсутствие массо- и теплопереноса между системой и окружающей средой) (рис. 1).

Рис. 1. Примеры закрытой (а), открытой (б) и изолированной систем (в).

Состояние системы определяется совокупностью ее свойств и характеризуется термодинамическими параметрами температурой, давлением и объемом (T, p, V). Любое изменение одного или нескольких параметров системы называется термодинамическим процессом. Так, повышение температуры приводит к изменению внутренней энергии системы (U).

Нельзя рассчитать или измерить абсолютное значение U. Возможно определить изменение внутренней энергии (ΔU) в результате какого-либо процесса. ΔU любой системы при переходе из одного состояния в другое не зависит от пути перехода, а определяется начальным и конечным положениями системы. Это означает, что внутренняя энергия системы — функция состояния.

Где 1 и 2 – символы начального и конечного состояния системы.

Первое начало термодинамики: сообщенное системе тепло Q расходуется на приращение внутренней энергии и на совершение работы (А) против внешних сил:

Следует отметить, что А и Q не являются функциями состояния, т.е. не зависят от пути протекания процесса.

В термодинамике нередко вводят величины, которые тождественны сумме нескольких термодинамических параметров. Такая замена существенно облегчает расчеты. Так, функцию состояния, равную U + pV, называют энтальпией (Н):

При постоянном давлении (изобарный процесс) и в отсутствии других работ, кроме работы расширения, теплота равна изменению энтальпии:

Qp = ΔU + pΔV = ΔH

Если процесс идет при постоянном объеме (изохорный) и в отсутствие других работ, выделившаяся или поглотившаяся теплота соответствует изменению внутренней энергии:

Основы термохимии

Раздел химической термодинамики, изучающий теплоты химических реакций и их зависимость от различных физико-химических параметров, называют термохимией. В термохимии пользуются термохимическими уравнениями реакций, в которых указывают агрегатное состояние вещества, а тепловой эффект реакции рассматривается как один из продуктов. Например:

Что означает, что при образовании 1 моль воды в газообразном состоянии выделяется 242 кДж тепла. При этом изменение энтальпии ΔH = − 242 кДж.

Противоположные знаки Q и ΔH свидетельствуют о том, что в первом случае – это характеристика процессов в окружающей среде, а во втором – в системе. При экзотермическом процессе Q > 0, ΔH 0 f. Так, например, ΔH 0 f (CO2) из С(s) и O2(g ) будет равен −393,51 кДж.

2) Стандартные теплоты образования простых веществ равны нулю.

3) Стандартный тепловой эффект химической реакции (ΔH 0 ) равен разности между суммой теплот образования продуктов реакции (с учетом стехиометрических коэффициентов) и суммой теплот образования исходных веществ (с учетом стехиометрических коэффициентов):

Читать еще:  Разное страница 9 из 23

ΔH 0 = Σ ΔH 0 f (продукты) − Σ ΔH 0 f (реагенты)

Например, для реакции:

4) Тепловой эффект химической реакции равен разности между суммой теплот сгорания исходных веществ и суммой теплот сгорания продуктов реакции с учетом стехиометрических коэффициентов

5) С термохимическими уравнениями можно производить все алгебраические действия, например:

A= B + C + 400 кДж

B + D = A − 200 кДж

Сложив эти уравнения получим

A + B + D = B + C + A + 200 кДж

Энтропия. Направление химических процессов. Энергия Гиббса

Например, при испарении воды в условиях кипения (Т =373 К, р=1 атм) изменение энтропии равно ΔS = ΔHисп/373 = 44000/373 = 118 кДж/(моль × К).

На основании о стандартной энтропии веществ (S 0 ) можно рассчитать изменение энтропии различный процессов:

где i – продукты реакции, j – исходные вещества.

Энтропия простых веществ не равна нулю.

Рассчитав ΔrS 0 и ΔrH 0 можно сделать вывод об обратимости реакции. Так, если ΔrS 0 и Δ rH 0 больше нуля или ΔrS 0 и ΔrH 0 меньше нуля, то реакция носит обратимый характер.

Существует функция, которая связывает изменение энтальпии и энтропии и отвечает на вопрос о самопроизвольности протекания реакции – энергия Гиббса (G).

О направлении протекания химической реакции судят по величине ΔrG 0 . Если ΔrG 0 0 > 0 – в обратном. С наибольшей вероятностью из 2х реакций будет протекать та, у которой меньше значение Δ rG 0 .

Таблица 1. Условия самопроизвольности протекания химических реакций

Возможность самопроизвольного протекания реакции

На какие сигналы организма обязательно стоит обратить внимание?

Наш организм – это наше всё. Любые его сбои чреваты последствиями, поэтому нужно обязательно следить за здоровьем и анализировать любые изменения в организме. Конечно, есть какие-то точечные сигналы, которые проявляются только в самых редких случаях. Однако есть и такие, с появлением которых нужно забить тревогу и обратиться к врачу. Давайте рассмотрим основные реакции организма, которые не стоит игнорировать.

1. Отеки

У многих случались ситуации, когда под вечер в конце дня тело отекало от усталости или огромного количества выпитой воды. Но если вы систематически замечаете отёчность – это уже не только внешняя проблема, но и внутренняя. Есть несколько возможных причин:

  • Почки: проблема обычно проявляется отёками глаз и лица. Никакого самолечения, нужно обратиться к урологу.
  • Сердце: проблема проявляется в высоком давлении и отёках на ногах. Чтобы зафиксировать ваши скачки давления, записывайте резкие повышения, а лучше вообще вести ежедневный учёт показателей. Что нужно сделать в случае такой проблемы? Сходить к кардиологу и сделать обследование сердца.
  • Вены: проблема проявляется зачастую в отекании, например, только одной ноги и называется «варикоз». Вам следует сходить на обследование и УЗИ вен.

2. Синяки

Иногда смотришь на синяк и не понимаешь, откуда он взялся, если вроде бы нигде не ударялся. Если вы стали замечать на своём теле синяки, о происхождении которых вы не имеете представления, это свидетельство нарушения работы организма. Каковы причины такой реакции организма?

Читать еще:  Что это такое и признаки заболевания

  • Нехватка витамина С: проблема проявляется в нарушении обмена веществ и появлении синяков. К тому же, вам следует употреблять продукты с содержанием витамина С и обратиться к врачу (терапевту), параллельно сдав анализы на содержание витаминов.
  • Васкулиты: проявляется в воспалении и разрушении стенок сосудов. Обратитесь к терапевту и сдайте анализ крови.
  • Патология тромбоцитов: проблема проявляется в их уменьшении и быстром распаде, в результате чего образуются синяки. Что нужно сделать? Записаться к дерматологу и сделать анализ свёртываемости крови.

3. Резкие изменения веса

Не всегда скачки веса означают изменения в вашем питании. Поэтому в следующий раз, когда вы за выходные наберёте 5 килограммов, не обосновывайте это праздниками. Причин может быть несколько:

  • Недосып: проблема заключается в восприятии организмом недосыпа как стресса, в результате чего ваше тело откладывает жир. Что нужно делать? Высыпаться и следить за своим режимом.
  • Щитовидная железа: проблема проявляется в выработке щитовидкой либо слишком большого, либо слишком маленького количества гормонов. Это и есть ваши реакции организма, которые представляют собой скачки веса. Вам следует записаться на приём к эндокринологу и сдать анализы.
  • Гормоны: проблема заключается в дисбалансе у девушек перед «этими днями». Наверное, вы не раз замечали увеличение груди или массы тела в этот период. Скорее всего, это норма, но лучше на всякий случай сходить к врачу и сдать анализ на гормоны.

4. Язык

Не всегда здоровье полости вашего рта зависит только от гигиены. Обязательно осматривайте свой язык на цвет или наличие большого слоя налёта. Более того, такие факторы обозначают наличие разных заболеваний.

  • Печень и желчный пузырь: сигнал проявляется в обильном жёлтом налёте на языке и горьковатом привкусе. Обычно такие проблемы решают гепатологи или гастроэнтерологи.
  • ЖКТ: проблема проявляется в наличии толстого белого налёта, а также болями в области желудка. Вам следует посетить гастроэнтеролога.
  • Кишечник: болезнь проявляется в наличии желтого или сероватого налёта, который также может быть результатом обезвоживания организма. Схема такая же, как и выше, – идите к врачу.

5. Ногти

Некоторым кажется, что нарушение вида ногтя – это только внешняя проблема. Однако, на самом деле, ногти также показывают состояние и реакции организма человека. Если ваши ногти деформированы, этому может быть несколько причин:

  • Грибок: проблема проявляется в желто-коричневых пятнах на ногте, который также может немного крошиться. Здесь выход один – поход к дерматологу, который выявит тип и назначит лечение.
  • Нехватка витаминов: здесь может быть нехватка многих витаминов, о которых вы можете узнать только после сдачи анализов.
  • Ревматизм: болезнь проявляется в наличии белых пятен на ногтях и их расслоении, а также небольшие вмятины. Сначала вам нужно выявить саму причину, записавшись на приём к дерматологу. После этого вас, скорее всего, направят к ревматологу или неврологу.
Читать еще:  Причины развития энофтальма

Поделитесь постом с друзьями!

Реакции ионного обмена

В разбавленных растворах электролитов (кислот, оснований, солей) химические реакции протекают обычно при участии ионов. При этом все элементы реагентов могут сохранять свои степени окисления (обменные реакции) или изменять их (окислительно – восстановительных реакции).
В соответствии с правилом Бертолле, ионные реакции протекают практически необратимо, если образуются твердые малорастворимые вещества (они выпадают в осадок), легколетучие вещества (они выделяются в воде газов) или растворимые вещества — слабые электролиты (в том числе и вода). Ионные реакции изображаются системой уравнений – молекулярным, полным и кратким ионным. Ниже полные ионные уравнения опущены.
При написании уравнений ионных реакций надо обязательно руководствоваться таблицей растворимости.
Примеры реакций с выпадением осадков:
a) Ba(OH)2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2H2O
Ba 2+ + SO4 2- = BaSO4
б) AgNO3 + KI = AgI↓ + KNO3
Ag + + I — = AgI↓
в) MgCl2 + 2KOH = Mg(OH)2↓ + 2KCl
Mg 2+ + 2OH — = Mg(OH)2
г) 3Zn(CH3COO)2 + 2Na3PO4 = Zn3(PO4)2↓ + 6Na(CH3COO)
3Zn 2+ + 2PO4 3- = Zn3(PO4)2
Обратите внимание, AgCO3, BaCO3 и CaCO3 ПРАКТИЧЕСКИ НЕРАСТВОРИМЫЕ В ВОДЕ И ВЫПАДАЮТ В ОСАДОК КАК ТАКОВЫЕ, НАПРИМЕР:
Ba(NO3)2 + K2CO3 = BaCO3↓ + 2KNO3
Ba 2+ + CO3 2- = BaCO3
Соли остальных катионов, такие как MgCO3, CuCO3, FeCO3, ZnCO3 и другие, хотя и нерастворимые в воде, но не осаждаются из водного раствора при проведении ионных реакций (т.е. их нельзя получить этим способом).
Например карбонат железа (II) FeCO3, полученный «сухим путем» или взятый в виде минерала сидерит, при внесении в воду осаждается без видимого взаимодействия. Однако при попытке его получения по обменной реакции в растворе между FeSO4 и K2CO3 выпадает осадок основной соли (приведен условный состав, на практике состав более сложный) и выделяется углекислый газ:
2FeSO4 + H2O + 2Na2CO3 = 2Na2SO4 + Fe2CO3(OH)2↓ + CO2
2Fe 2+ + H2O + 2CO3 2- = Fe2CO3(OH)2↓ + CO2
Аналогично FeCO3, сульфид хрома (3) Cr2S3 (нерастворимый в воде) не осаждается из раствора:

Примеры реакций с выделением газа:
а) BaS + 2HCl = BaCl2 + H2S↑
S 2- + 2H + = H2S↑
б) Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2↑ + H2O
CO3 2- + 2H + = CO2↑+ H2O
в) CaCO3(T) + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + CO2↑ + H2O
CaCO3(T) + 2H + = Ca 2+ + CO2↑ + H2O
Примеры реакций с образованием слабых электролитов:
а) 3NaOH + H3PO4 = Na3PO4 + 3H2O
3OH — + H3PO4 = PO4 3- + 3H2O
б) Mg(CH3COO)2 + H2SO4 = MgSO4 + 2CH3COOH
CH3COO — + H + = CH3COOH
в) NH4F + HBr = NH4Br + HF
F — + H + = HF
Если реагенты и продукты обменной реакции не являются сильными электролитам, ионный вид уравнения отсутствует, например:
Mg(OH)2(T) + 2HF = MgF2↓ + 2H2O

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector