Презентация ХИМИЯ Гладышева Ирина Владимировна к. х. н. , доцент онлайн

Содержание слайда: ХИМИЯ Гладышева Ирина Владимировна к.х.н., доцент

Содержание слайда: Тематический план лекций Элементы химической термодинамики, термодинамики растворов и химической кинетики Биологически активные низкомолекулярные неорганические и органические вещества (строение, свойства, участие в функционировании живых систем). Основные типы химических равновесий и процессов в функционировании живых систем

Содержание слайда: Тематический план лекций 4. Физико-химия поверхностных явлений в функционировании живых систем 5. Физико-химия дисперсных систем в функционировании живых систем 6. Биологически активные ВМС

Содержание слайда: Литература 1. Попков В.А., Пузаков С.А. Общая химия: Учебник. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. -976 с. 2. Пузаков С.А. Сборник задач и упражнений по общей химии: Учеб. пособие/ С.А. Пузаков, В.А. Попков, А.А. Филиппова.- 2-е изд. испр. и доп. - М.: Высшая школа, 2007. -255 с.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Интернет-источники http://www.chemlib.ru http://www.chem.msu.su http://www.xumuk.ru/ http://www.alhimik.ru/ http://alhimikov.net/ http://chemistry.narod.ru/ http://www.chemport.ru/

Содержание слайда:

Содержание слайда: I. Элементы химической термодинамики, термодинамики растворов и химической кинетики

Содержание слайда: План 1. Основные понятия химической термодинамики 2. Первое начало термодинамики. Энтальпия. Закон Гесса. 3. Второе начало термодинамики. Энтропия. Изобарно-изотермический потенциал. 4. Третье начало термодинамики. 5. Особенности живых организмов с позиции термодинамики. 6. Химическое равновесие 7. Химическая кинетика и катализ

Содержание слайда: Значение химии в медицине 78 химических элементов входят в состав живых организмов. 44 элемента составляют лекарственные препараты. Изотопы 38 элементов используются в диагностике и радиотерапии различных заболеваний. Более 70 элементов входят в состав материалов, применяемых для изготовления медицинской аппаратуры, приборов, инструментов, перевязочных средств, искусственной крови, различных протезов, зуботехнических материалов и др.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Задача, стоящая перед медиками в ближайшее время, предупреждать, а не лечить болезни. Чтобы стать высококвалифицированным специалистом нужно помнить высказывание М.В. Ломоносова: «…Медик без довольного познания химии совершенен быть не может… От одной химии уповать можно на исправление недостатков лечебной науки»  

Содержание слайда: Термодинамика - наука, изучающая общие законы взаимного превращения одной формы энергии в другую.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Система – это совокупность материальных объектов (тел), ограниченных каким-либо образом от окружающей среды Элементы системы - части, обладающие определенными свойствами.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Термодинамические системы: • Гомогенная – система, в которой каждое ее свойство (параметр) имеет одно и то же значение во всех точках объема или меняется плавно от точки к точке. • Гетерогенная –система, которая состоит из нескольких гомогенных систем, отделенных друг от друга поверхностью раздела фаз, на которой свойства меняются скачком.

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Термодинамический процесс – изменение параметров термодинамической системы Термодинамический процесс – изменение параметров термодинамической системы

Содержание слайда: Энергия системы (W) - совокупность двух частей: зависящей от движения и положения системы как целого (Wц) и не зависящей от этих факторов (U) Энергия системы (W) - совокупность двух частей: зависящей от движения и положения системы как целого (Wц) и не зависящей от этих факторов (U) W=Wц+ U U - внутренняя энергия системы.

Содержание слайда: Внутренняя энергия системы - энергия теплового движения частиц, химическая и ядерная энергия, определяющая поступательное, колебательное и вращательное движение молекул, внутримолекулярное взаимодействие и колебание атомов, энергию вращения электронов Внутренняя энергия системы - энергия теплового движения частиц, химическая и ядерная энергия, определяющая поступательное, колебательное и вращательное движение молекул, внутримолекулярное взаимодействие и колебание атомов, энергию вращения электронов

Содержание слайда: U = G + Wсв U = G + Wсв Свободная энергия (G) – та часть внутренней энергии, которая может быть использована для совершения работы Связанная энергия (Wсв) – та часть энергии, которую нельзя превратить в работу

Содержание слайда: Первое начало термодинамики  термодинамическая система (например, пар в тепловой машине) может совершать работу только за счёт своей внутренней энергии или каких-либо внешних источников энергии

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Энтальпия Н - энергия расширенной системы, или внутреннее теплосодержание системы Для экзотермических реакций Q>0, ΔH<0 Для эндотермических реакций Q<0, ΔH>0

Содержание слайда: Количество теплоты, выделяющееся или поглощающееся в результате химической реакции, называется тепловым эффектом химической реакции. Термохимия – раздел термодинамики, изучающий, теплоты химических реакций

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: NH3 PH3 AsH3 SbH3 BiH3 - 46,15 +12,56 +66,38 +145 - кДж/моль Чем меньше ΔН, тем более устойчиво соединение. NH4Cl(г) = NH3(г) + HCl(г)↑ ΔН0298(реакции) = ΔН0298(HCl) + ΔН0298(NH3) - ΔН0298(NH4Cl) = 176,55 кДж/моль ΔН > 0, р-ция эндотермическая

Содержание слайда:

Содержание слайда: Второе начало термодинамики Постулат Клаузиуса Единственным результатом любой совокупности процессов не может быть переход теплоты от менее нагретого тела к более нагретому.

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Энтропия – функция состояния термодинамической системы, используемая во втором законе т/д для выражения через нее возможности или невозможности самопроизвольного протекания процесса (введена Клаузиусом).

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Л. Больцман (1887): высокая упорядоченность имеет относительно низкую вероятность   Л. Больцман (1887): высокая упорядоченность имеет относительно низкую вероятность   S = k lnP  где   k — постоянная Больцмана, k = 1.37·10-23 Дж/К. P – статистический вес.

Содержание слайда: Изобарно-изотермический потенциал (Свободная энергия Гиббса) ΔG = ΔH – T · ΔS где ΔH – изменение энтальпии, Т – абсолютная температура, ΔS – изменение энтропии. Если ΔG <0, процесс протекает самопроизвольно , если ΔG > 0, то процесс невозможен.

Содержание слайда: Третье начало термодинамики В. Нернст (1906) (тепловой закон Нернста): энтропия S любой системы стремится к конечному для неё пределу, не зависящему от давления, плотности или фазы, при стремлении температуры (Т) к абсолютному нулю

Содержание слайда: Всеобщий закон биологии Бауэра «Все и только живые системы никогда не бывают в равновесии и исполняют за счет своей свободной энергии постоянную работу против равновесия, требуемого законами физики и химии при существующих внешних условиях»

Содержание слайда: Особенности живых организмов с позиции термодинамики Особенности живых организмов с позиции термодинамики 1.Живой организм – открытая система, непрерывно обменивающаяся с окружающей средой и веществом и энергией. 2. Приложение второго закона т/д-ки к живым системам немыслимо без учета влияния биологических закономерностей. Характер изменения энтропии, имеющий решающее значение в неживых системах, в случае биологических систем имеет лишь подчиненное значение.

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Химическое равновесие — состояние химической системы, в котором обратимо протекает одна или несколько химических реакций, причём скорости прямой и обратной реакций равны между собой. Для системы, находящейся в химическом равновесии, концентрации реагентов, температура и другие параметры системы не изменяются со временем Химическое равновесие — состояние химической системы, в котором обратимо протекает одна или несколько химических реакций, причём скорости прямой и обратной реакций равны между собой. Для системы, находящейся в химическом равновесии, концентрации реагентов, температура и другие параметры системы не изменяются со временем

Содержание слайда: Термодинамически химическое равновесие определяется как соотношение концентраций исходных веществ и продуктов реакции, при котором энтропия системы имеет максимальное, а изобарно-изотермический потенциал – минимальное значение Термодинамически химическое равновесие определяется как соотношение концентраций исходных веществ и продуктов реакции, при котором энтропия системы имеет максимальное, а изобарно-изотермический потенциал – минимальное значение

Содержание слайда: Константа химического равновесия Константа химического равновесия mA + nB ↔ pC + qD v1= k1 ·CАm ·CBn v2=k2 ·CCp ·CDq v1=v2 k1 ·CАm ·CBn = k2 ·CCp ·CDq k1 / k2 = CCp ·CDq/ CАm ·CBn Kp= CCp ·CDq/ CАm ·CBn

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: II. ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И КАТАЛИЗ

Содержание слайда: ПЛАН 1. Основные понятия химической кинетики 2. Факторы, влияющие на скорость химической реакции а) Закон действующих масс. Молекулярность и порядок реакций б) Зависимость скорости реакции от температуры. Энергия активации в) Катализ

Содержание слайда: Химическая кинетика занимается исследованием механизмов реакций и течения их во времени Химическая кинетика занимается исследованием механизмов реакций и течения их во времени

Содержание слайда: Механизм реакции – последовательность и характер стадий химических реакций

Содержание слайда: Скорость химической реакции

Содержание слайда:

Содержание слайда: Рис. 1. Изменение во времени t концентрации Сн реагирующего вещества: к понятию о средней скорости реакции А

Содержание слайда: Рис. 2. Изменение во времени t концентрации Сн реагирующего вещества: к понятию об истинной скорости реакции Б

Содержание слайда: Факторы, влияющие на скорость химической реакции Природа реагирующих веществ Концентрация реагирующих веществ Температура Присутствие катализаторов

Содержание слайда: Закон действующих масс (К. Гульдберг и П. Вааге) при постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ nА + mВ → gD v=k CА n CВ m

Содержание слайда: Константа скорости k не зависит от концентраций веществ Константа скорости k не зависит от концентраций веществ Закон действующих масс применим только к газообразным и растворенным веществам

Содержание слайда: Молекулярность и порядок реакций Молекулярность реакции - число молекул, участвующих в элементарном акте химического взаимодействия Порядок реакции — это сумма показателей степеней концентрации веществ в уравнении закона действующих масс

Содержание слайда: ПРИМЕРЫ ПРИМЕРЫ СuО(к) + Н2 (г) = Сu (к) + Н2О (г) v=kC(H2) H2(г) + I2(г) = 2HI(г) v =kC(H2)C(I2)

Содержание слайда: Реакция нулевого порядка V0 = k0 Зависимость концентрации реагента A в реакции A → B от времени

Содержание слайда: Реакция первого порядка

Содержание слайда: Реакция второго порядка

Содержание слайда:

Содержание слайда: Зависимость скорости реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа при повышении температуры на каждые 10° скорость реакции увеличивается примерно в 2—4 раза

Содержание слайда:

Содержание слайда: Уравнение Аррениуса

Содержание слайда:

Содержание слайда: Катализ Катализ - процесс увеличения скорости реакции с помощью катализатора Катализаторы - вещества, которые увеличивают скорость химической реакции, оставаясь в конечном итоге неизменными по химическому составу и количеству

Содержание слайда:

Содержание слайда: Катализ

Содержание слайда: Механизм гомогенной каталитической реакции А+В К АВ A + K = AK AK + B = AB + K

Содержание слайда: Ферменты – биологические катализаторы, ускоряющие биохимические реакции в растениях и животных организмах Ферменты – биологические катализаторы, ускоряющие биохимические реакции в растениях и животных организмах

Содержание слайда: СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ