Компетенции студента

Изучив содержание этой темы, студент должен:

знать строение комплексных соединений; номенклатуру и изомерию комплексных соединений; диссоциацию и константы нестойкости комплекс­ных ионов;

уметь составлять уравнения электролитической диссоциации комплекс­ных соединений; определять устойчивость комплексных ионов на основании значений их констант нестойкости; составлять координационные формулы комплексных соединений и предсказывать число возможных изомеров.

В Химия. Учеб. пособие

-51-

ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Химические превращения есть качественный скачок, при котором ис­чезают одни вещества и образуются другие. Происходящая при этом пере­стройка электронных структур атомов, ионов и молекул сопровождается вы­делением или поглощением тепла, света, электричества и т. п. – превращени­ем химической энергии в другие виды энергии (соблюдается закон сохране­ния энергии). Энергетические эффекты реакции изучает термохимия. Дан­ные энергетических эффектов реакций используются для расчета тепловых балансов, энергий связи и строения молекул, для определения направления химических реакций.

Для характеристики состояния системы (реакции) применяются из­вестные параметры: P – давление, V – объем, T – температура, m – масса, Е – энергия.

Однако существуют и другие переменные, дополнительно характери­зующие состояние системы и происходящие в ней изменения: U – внутрен­няя энергия; Н – энтальпия (теплосодержание системы); S – энтропия (мера неупорядоченности системы); G – энергия Гиббса (изобарно-изотермический потенциал).

Внутренняя энергия и энтальпия

Известно, что протекание реакции Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑ сопрово­ждается выделением тепла, которое, видимо, содержалось внутри данных веществ.

Внутренняя энергия U – это энергия, скрытая в веществах и высвобо­ждающаяся при химических реакциях или физических превращениях (вода - лед - пар). Внутренняя энергия равна сумме энергий:

U = U₁ + U₂ + U₃ + U₄ + U₅,

где U₁ – энергия поступательного движения молекул; U₂ – энергия враща­тельного движения молекул; U₃ – энергия внутримолекулярного колебания электронов; U₄ – энергия движения электронов; U₅ – внутриядерная энергия;

ΔU = U₂ - U₁,

здесь ΔU – изменение внутренней энергии, равное разности между значения­ми внутренней энергии конечного состояния системы U₂ и начального со­стояния U₁.

Предположим, что некоторая система (рис. 5.1) за счет поглощения подведенного извне тепла Q переходит из состояния 1 в состояние 2. По за-

В Химия. Учеб. пособие

-52-

ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ