Презентация Предмет физической и коллоидной химии. Термодинамика онлайн

Содержание слайда:

Содержание слайда: Предмет физической и коллоидной химии ПРЕДМЕТОМ ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ ЯВЛЯЕТСЯ ОБЪЯСНЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ НА ОСНОВЕ БОЛЕЕ ОБЩИХ ЗАКОНОВ ФИЗИКИ. Физическая химия рассматривает две основные группы вопросов: 1. Изучение строения и свойств вещества и составляющих его частиц;

Содержание слайда: Предмет физической и коллоидной химии В курсе физической химии обычно выделяют несколько разделов. Строение вещества. В этот раздел входят учение о строении атомов и молекул и учение об агрегатных состояниях вещества.

Содержание слайда: Предмет физической и коллоидной химии Химическая термодинамика изучает энергетические эффекты химических процессов; позволяет определить возможность, направление и глубину протекания химического процесса в конкретных условиях. Химическая кинетика изучает скорость и механизм протекания химических процессов в различных средах при различных условиях. Учение о растворах рассматривает процессы образования растворов, их внутреннюю структуру и важнейшие свойства, зависимость структуры и свойств от природы компонентов раствора.

Содержание слайда: Предмет физической и коллоидной химии Электрохимия изучает особенности свойств растворов электролитов, явления электропроводности, электролиза, явление коррозии, работу гальванических элементов. Коллоидная химия изучает поверхностные явления и свойства мелкодисперсных гетерогенных систем. Все разделы физической химии объединяет единая основа – общие законы природы, которые применимы к любым процессам и любым системам, независимо от их строения.

Содержание слайда: Связь физколлоидной химии с другими дисциплинами Физическая и коллоидная химия базируется на знаниях, полученных в результате изучения: Общей и неорганической химии; Органической химии; И является основой для дальнейшего изучения: Аналитической химии; Фармацевтической химии; Биологической химии; Токсикологической химии; Физико-химических методов анализа; Технологии лекарств

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Термодинамика Термодинамика –  раздел физики, изучающий соотношения и превращения теплоты и других форм энергии. Термодинамика представляет собой научную дисциплину, которая изучает: 1) переходы энергии из одной формы в другую, от одной части системы к другой; 2) энергетические эффекты, сопровождающие различные физические или химические процессы, их зависимость от условия протекания процессов; 3) возможность, направление и пределы протекания самопроизвольного течения самих процессов в заданных условиях.

Содержание слайда: Термодинамика — наука, изучающая взаимные превращения различных видов энергии, связанные с переходом энергии в форме теплоты и работы. Термодинамика позволяет: 1) рассчитать тепловые эффекты различных процессов; 2) предсказывать, возможен ли процесс; 3) указывать, в каких условиях он будет протекать; 4) рассматривать условия химических и фазовых равновесий; 5) сформировать представление о энергетическом балансе организма

Содержание слайда: Приложение термодинамики к биологической материи Биоэнергетика - раздел термодинамики, изучающий биосистемы. Биоэнергетика — раздел биохимии, изучающий энергетические процессы в клетке. Биоэнергетика  — отрасль электроэнергетики, основанная на использовании биотоплива. Биоэнергетика  — группа теорий и практик альтернативной медицины, психотерапии и экстрасенсорики,использующих псевдонаучные  концепции существования «биоэнергии» или «биополя».

Содержание слайда: Термохимия

Содержание слайда: ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ Система — это совокупность материальных объектов, отделённых от окружающей среды. Окружающая среда — остальная часть пространства. Изолированная система не обменивается с окружающей средой ни массой, ни энергией. Закрытая система — обменивается со средой лишь энергией, Открытая система — обменивается с  окружающей средой и массой, и энергией. Гомогенная система - все её компоненты находятся в одной фазе и нет поверхностей раздела, Гетерогенная система - состоит из нескольких фаз. Фаза — часть системы с одинаковыми химическими и термодинамическими свойствами, отделённая поверхностью раздела. Энергия — количественная мера определённого вида движения материи.

Содержание слайда: Термодинамическими параметры : экстенсивные и интенсивные. Если система изменяет свои параметры, то в ней происходит термодинамический процесс, если же параметры самопроизвольно не изменяются, состояние системы называется равновесным. Термодинамические функции состояния – функции, зависящие от состояния системы, а не от пути и способа, которым это состояние достигнуто. Это: внутренняя энергия (U), энтальпия (Н), энтропия (S) свободная энергия Гиббса (G) свободная энергия Гельмгольца (F)

Содержание слайда: Нулевой закон термодинамики Если каждая из двух термодинамических систем находится в тепловом равновесии с некоторой третьей, то они находятся в тепловом равновесии друг с другом.

Содержание слайда: 1-й закон термодинамики

Содержание слайда: 1-й закон термодинамики

Содержание слайда: 1-й закон термодинамики

Содержание слайда: 1-й закон термодинамики

Содержание слайда: 1-й закон термодинамики

Содержание слайда: 1-й закон термодинамики

Содержание слайда: 1-й закон термодинамики

Содержание слайда: 1-й закон термодинамики

Содержание слайда: Природа теплового эффекта химических реакций. Термохимические уравнения.

Содержание слайда: Природа теплового эффекта химических реакций. Термохимические уравнения.

Содержание слайда: Типы тепловых эффектов Стандартная теплота фазовых превращений - это теплота превращения одного моля вещества при температуре перехода и Р = 1 атм.  Интегральной теплотой растворения Нm называют тепловой эффект растворения с образованием раствора определенной концентрации при расчете на один моль растворенного вещества. Теплота гидратообразования - это теплота, выделяющаяся при присоединении к одному молю безводной соли кристаллизационной воды.

Содержание слайда: Типы тепловых эффектов Теплота нейтрализации. В случае разбавленных растворов теплота реакции нейтрализации молярной массы эквивалента сильной кислоты сильным основанием не зависит от природы кислоты или основания. Это объясняется тем, что протекает только одна химическая реакция

Содержание слайда: Закон Гесса

Содержание слайда: Закон Гесса

Содержание слайда: Закон Гесса

Содержание слайда: Закон Гесса

Содержание слайда: Закон Гесса

Содержание слайда: Зависимость теплового эффекта реакции от температуры При температурах, отличных от стандартной, используют уравнение Кирхгофа: 1. Если СР >0, то первая производная d∆H/dT> 0, следовательно функция Н растет с ростом температуры, то есть тепловой эффект возрастает, независимо от знака самого теплового эффекта.  2. Если СР < 0, то первая производная d∆H/dT<0, следовательно, функция Н убывает с ростом температуры.

Содержание слайда: Зависимость теплового эффекта реакции от температуры 3. Если СР= 0, то первая производная d∆H/dT=0. В этом случае Н = const. Если d∆H/dT=0 при одной температуре, то при этой температуре будет экстремум

Содержание слайда: Зависимость теплового эффекта реакции от температуры Интегрирование уравнения Кирхгофа приводит позволяет рассчитать тепловой эффект реакции при любой температуре: где Н2 - тепловой эффект реакции при любой температуре; H1 - тепловой эффект реакции при Т1, рассчитанный одним из способов; Ср - разность между суммарными теплоемкостями продуктов реакции и исходных веществ

Содержание слайда: Исследование термохимических расчетов для энергетической характеристики биохимических процессов

Содержание слайда: Исследование термохимических расчетов для энергетической характеристики биохимических процессов

Содержание слайда: Исследование термохимических расчетов для энергетической характеристики биохимических процессов

Содержание слайда: 2-й закон термодинамики

Содержание слайда: 2-й закон термодинамики

Содержание слайда: 2-й закон термодинамики

Содержание слайда: 2-й закон термодинамики

Содержание слайда: Математическое выражение Если обозначить Q1 – количество тепла, полученного системой от нагревателя, а Q2 – количество тепла, переданного системой более холодному телу, то Q1 – Q2 – количество тепла, превращенное в работу. Отношение является коэффициентом полезного действия.

Содержание слайда: Цикл Карно

Содержание слайда: Математическое выражение 2-го начала термодинамики

Содержание слайда: Математическое выражение 2-го закона термодинамики

Содержание слайда: Фундаментальное уравнение термодинамики Заменяя δQ на выражение из первого начала термодинамики, получаем объединенное уравнение первого и второго начал термодинамики, так называемое фундаментальное уравнение термодинамики:

Содержание слайда: Изменение энтропии как критерий обратимости и необратимости процессов На основе второго начала термодинамики можно выяснить возможность протекания процесса в данном направлении в различных условиях. Из выражения второго начала термодинамики в интегральном виде следует, что изменение энтропии может служить критерием направления процесса: если S> ʃδQ/T , то процесс является необратимым, т.е. может протекать самопроизвольно. если же S< ʃδQ/T , то процесс в данном направлении невозможен;

Содержание слайда: 2-й закон термодинамики

Содержание слайда: 2-й закон термодинамики

Содержание слайда: 2-й закон термодинамики

Содержание слайда: 2-й закон термодинамики

Содержание слайда: 3-й закон термодинамики

Содержание слайда: Изобарно- изотермический потенциал или энергия Гиббса.

Содержание слайда: Изобарно- изотермический потенциал или энергия Гиббса.

Содержание слайда: F – энергия Гельмгольца F – энергия Гельмгольца (Изохорно- изотермический процесс, т.е. при V,T = const) Процесс идёт в сторону убыли энергии Гельмгольца, а равновесие наступает при минимальном значении энергии Гельмгольца: ΔF°=∆U°-T∆S°