🗊Презентация Основы химической термодинамики. Термохимические расчеты

Лабораторно-практическое занятие №2 Специальность: Общая медицина Дисциплина: Химия Кафедра: Биохимии и химических дисциплин Курс: 1 Тема: Основы химической термодинамики. Термохимические расчеты. Занятие проводит ассоциированный профессор, кандидат химических наук Болысбекова Салтанат Манарбековна

Основы химической термодинамики. Термохимические расчеты. Цель Задачи обучения: Студент должен знать: Студент должен уметь: Владеть навыками: Основные вопросы темы : Методы обучения и преподавания: Контроль: Чек-лист ответов: Практические навыки: Чек – лист практических навыков: Терминологический словарь:

Цель: Изучить основные вопросы термодинамики, которые являются теоретической базой современной биоэнергетики и позволяют будущему врачу получить представление об энергетическом балансе человеческого организма.

Студент должен знать: Научить использовать термохимические расчеты для оценки калорийности пищи и энергетической характеристики биохимических процессов.

Студент должен уметь: Научить студентов экспериментально определять теплоту химических реакции.

Владеть навыками: расчета тепловых эффектов реакции;

Основные вопросы темы : 1. Закон сохранения энергии как всеобщий закон природы. 2. Термодинамика и биоэнергетика. Основные понятия и термины темы. 3. Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия. Энтальпия. 4. Термохимия. Закон Гесса и следствие из него. Термохимические расчеты. Калорийность пищи. 5. Стандартные условия и термодинамические параметры при стандартных условиях (энтальпия образования, сгорания, разложения, растворения) 6. Второе начало термодинамики. Обратимые и необратимые термодинамические процессы. Энтропия. Энергия Гиббса 7. Объединенный закон термодинамики. Критерии и направление самопроизвольных процессов. Энтальпийный и энтропийный факторы в самопроизвольных процессах. 8. Особенности живых организмов как объектов термодинамики.

Методы обучения и преподавания: Определение входного уровня знаний, беседа по теме занятия, выполнение лабораторной работы и оформление отчета. Итоговый контроль знаний.

Контроль: 1. При взаимодействии 2,1 г железа с серой выделилось 3,77 кДж теплоты. Вычислить теплоту образования сульфида железа (II) 2. При взаимодействии 1,6 г брома с водородом по реакции Вr2 + Н2 = 2НВr выделилось 0,72 кДж теплоты вычислить энтальпию образования бромводорода НВг. 3. Записать математическое выражение первого следствия из закона Гесса для химических реакций: а) 2SO2(г) + О2(г) = 2SO3(г) + Н б) Fе2О3(к) + 3 СО (г) = 2 Fе(к) + 3 СО2(г) + Н с) С6Н12О6(т) = 2 СО2 (г) + 2С2Н5ОН(ж) + Н 4. Вычислить тепловой эффект реакции превращения глюкозы, протекающий в организма: С6Н12О6(к) + 6О2(г) = 6СО2 (г) + 6 Н2О(ж) + Н если Нобр(глюкозы) = -1273 кДж/моль; Нобр(СО2) = -393,5 кДж/моль Нобр(Н2О) = -236 кДж/моль

5. Стакан молока содержит 8 г белков, 12 г углеводов, 4 г жира. Вычислить калорийность стакана такого молока, если пищевая ценность 1г белков и углеводов составляет 4,1 ккал/г, жира – 9,2 ккал/г. 5. Стакан молока содержит 8 г белков, 12 г углеводов, 4 г жира. Вычислить калорийность стакана такого молока, если пищевая ценность 1г белков и углеводов составляет 4,1 ккал/г, жира – 9,2 ккал/г. 6. В течение суток студент употребил в пищу 80 г белков, 105 г жиров и 450 г углеводов. Вычислите суточную калорийность пищи студента, если пищевая ценность углеводов и белков составляет 4 ккал/г, жиров – 9 ккал/г 7. Вычислить при стандартных условиях тепловой эффект реакции: 2Мg (к) + СО2(г) = 2МgО(к) + С(к) + Н если Нобр.(СО2) = -393,5 кДж/моль; Нобр(МgО) = -602 кДж/моль; 8. Не производя вычислений, определить как изменяется энтропия в следующих реакциях: а) NН4NО3(к) = N2О(г) + 2Н2О(г) б) 2Н2 (г) + О2(г) = 2Н2О(г) в) Н2 (г) + J2 (г) = 2Н2J (г) г) NаСl(к) + вода, растворитель = Nа+ (р-р) + Сl- (р-р) 9. По изменению величины энергии Гиббса для следующих химических реакций, определить возможность их протекания в прямом направлении: 1) СаСО3 (т) = СаО(т) + СО2(г) G =129 кДж 2) 3 Аl(к) + 3Fе3О4 (к) = 3Fе (к) + 4 Аl2О3 (к) G =-3285 кДж 3) N2О4(г) = 2 NО2 (г) G =0 кДж 4) 2НJ(г) + Сl2(г) = 2НСl (г) + J2 (к) G =-194 кДж 5) N2(г) + 3Н2(г) = 2 NН3(г) G =-3285 кДж Какая из возможных реакций при одинаковых условиях будет иметь небольшую скорость?

Практические навыки: Тема: Определение теплоты растворения соли. Приборы и реактивы: калориметр, мерный цилиндр, часы или секундомер, термометр, навеска соли, дистиллированная вода. Выполнение работы: 1. Налить во внутренний сосуд калориметра 25 мл дистиллированной воды. 2. Опустить термометр во внутренний сосуд калориметра и, не касаясь его дна, измерить температуру воды (начальное значение t0 нач.) 3. Высыпать в сосуд с водой, через воронку навеску соли массой 1 г, закрыть крышкой с термометром, включить секундомер.

4. Осторожно перемешивать раствор мешалкой (делать круговые движения не касаясь термометра) и отмечать температуру через каждую минуту в течение 5-7 мин. Записать показания термометра в таблицу. 4. Осторожно перемешивать раствор мешалкой (делать круговые движения не касаясь термометра) и отмечать температуру через каждую минуту в течение 5-7 мин. Записать показания термометра в таблицу. 5. Вылить содержимое сосуда промыть его водой.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ: ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ: 1. Из данных таблицы найти t = tкон. - tнач., где tкон. – это минимальная или максимальная температура при растворении соли. 2.Рассчитать теплоту растворения 1 моль соли по формуле: кДж/моль; где m1 – масса раствора, г m2 – масса соли, г С = 4,184 кДж/град – удельная теплоемкость калориметра М – молярная масса соли, г/моль При расчетах использовать соотношение: Qраств. = - Нраств. 3. Записать понятие «теплота растворения» 4. Вычислить относительную ошибку измерения в процентах по формул

Где А – истинная (теоретическая) величина параметра, Где А – истинная (теоретическая) величина параметра, а – величина параметра, полученная опытным путем Теоретические значения энтальпии растворения соли: ΔН раст. (NaNO3) = + 21,3 кДж/моль ΔНраст. (Na2CO3) = - 23,6 кДж/моль а - теплота (энтальпия) растворения соли, полученная опытным путем. 5.Оформить отчет по работе. Сделать вывод. 6. Рабочее место сдать дежурному.