Νόμος διατήρησης της μάζας των αντιδρώντων ουσιών. Ο νόμος της διατήρησης της μάζας των ουσιών

Το 1748, ο MV Lomonosov (Ρωσία) και το 1789 ο A. Lavoisier (Γαλλία) ανακάλυψαν ανεξάρτητα το νόμο της διατήρησης της μάζας των ουσιών στις χημικές αντιδράσεις. Ο νόμος αυτός διατυπώνεται ως εξής:

Η μάζα όλων των ουσιών που εισέρχονται σε μια χημική αντίδραση είναι ίση με τη μάζα όλων των προϊόντων της αντίδρασης.

CH 4 + O 2 \u003d CO 2 + H 2 O

Σύμφωνα με το νόμο της διατήρησης της μάζας:

Μ(CH 4) + Μ(Ο 2) = Μ(CO 2) + Μ(H 2 O),

που Μ(CH 4) και Μ(Ο 2) - οι μάζες μεθανίου και οξυγόνου που αντέδρασαν. Μ(CO 2) και Μ(Η 2 Ο) - μάζες διοξείδιο του άνθρακακαι νερό σχηματίστηκε ως αποτέλεσμα της αντίδρασης.

Η διατήρηση της μάζας των ουσιών στις χημικές αντιδράσεις εξηγείται από το γεγονός ότι ο αριθμός των ατόμων κάθε στοιχείου δεν αλλάζει πριν και μετά την αντίδραση. Κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης, συμβαίνει μόνο η αναδιάταξη των ατόμων. Σε μια αντίδραση, για παράδειγμα, στα αρχικά υλικά - CH 4 και O 2 - το άτομο άνθρακα συνδυάζεται με άτομα υδρογόνου και άτομα οξυγόνου μεταξύ τους. στα μόρια των προϊόντων αντίδρασης - CO 2 και H 2 O - τόσο το άτομο άνθρακα όσο και τα άτομα υδρογόνου συνδυάζονται με άτομα οξυγόνου. Είναι εύκολο να υπολογιστεί ότι για να διατηρηθεί ο αριθμός των ατόμων κάθε στοιχείου, 1 μόριο CH 4 και 2 μόρια O 2 πρέπει να εισέλθουν σε αυτήν την αντίδραση και ως αποτέλεσμα της αντίδρασης, 1 μόριο CO 2 και 2 μόρια H 2 O πρέπει να σχηματιστούν:

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O

Αυτή η έκφραση είναι η εξίσωση χημική αντίδραση ή χημική εξίσωση.

Οι αριθμοί μπροστά από τους τύπους των ουσιών στην εξίσωση αντίδρασης λέγονται συντελεστές. Στην εξίσωση, οι συντελεστές μπροστά από τους τύπους O 2 και H 2 O είναι ίσοι με 2. οι συντελεστές μπροστά από τους τύπους CH 4 και CO 2 είναι ίσοι με 1 (συνήθως δεν καταγράφονται).

χημική εξίσωση- αυτή είναι μια έκφραση μιας χημικής αντίδρασης, στην οποία γράφονται οι τύποι των αρχικών ουσιών (αντιδραστηρίων) και των προϊόντων αντίδρασης, καθώς και οι συντελεστές που δείχνουν τον αριθμό των μορίων κάθε ουσίας.

Εάν το σχήμα της αντίδρασης είναι γνωστό, τότε για να συντάξετε μια χημική εξίσωση, πρέπει να βρείτε τους συντελεστές.

Ας συνθέσουμε, για παράδειγμα, την εξίσωση αντίδρασης, η οποία εκφράζεται με το ακόλουθο σχήμα:

Al + HCl \u003d AlCl 3 + H 2

Στο αριστερό μέρος του διαγράμματος, τα άτομα και αποτελούν μέρος του μορίου HCl σε αναλογία 1:1. η δεξιά πλευρά του σχήματος περιέχει 3 άτομα χλωρίου στη σύνθεση του μορίου AlC1 3 και 2 άτομα υδρογόνου στη σύνθεση του μορίου H 2. Το ελάχιστο κοινό πολλαπλάσιο του 3 και του 2 είναι το 6.

Γράφουμε τον συντελεστή "6" πριν από τον τύπο HCl, τον συντελεστή "2" - πριν από τον τύπο AlC1 3 και τον συντελεστή "3" - πριν από τον τύπο H.

Al + 6HCl \u003d 2AlCl 3 + 3H 2

Επειδή τώρα υπάρχουν 2 άτομα στη δεξιά πλευρά, γράφουμε τον συντελεστή "2" μπροστά από τον τύπο Al στην αριστερή πλευρά του διαγράμματος:

2Al + 6HC1 = 2AlC1 3 + 3H 2

Ως αποτέλεσμα, έχουμε λάβει την εξίσωση αυτής της αντίδρασης. Οι συντελεστές στη χημική εξίσωση δείχνουν όχι μόνο τον αριθμό των μορίων, αλλά και τον αριθμό των γραμμομορίων των πρώτων υλών και των προϊόντων αντίδρασης. Για παράδειγμα, αυτή η εξίσωση δείχνει ότι 2 moles αλουμινίου Al και 6 mole εισέρχονται στην αντίδραση και ως αποτέλεσμα της αντίδρασης, σχηματίζονται 2 mol χλωριούχου αργιλίου AlC1 3 και 3 moles υδρογόνου H 2).

Στόχοι μαθήματος:

1. Να αποδείξετε και να διατυπώσετε εμπειρικά τον νόμο διατήρησης της μάζας των ουσιών.
2. Δώστε την έννοια της χημικής εξίσωσης ως υπό όρους εγγραφή μιας χημικής αντίδρασης χρησιμοποιώντας χημικούς τύπους.

Τύπος μαθήματος: σε συνδυασμό

Εξοπλισμός: ζυγαριά, ποτήρια ζέσεως, γουδί και γουδοχέρι, πορσελάνινο κύπελλο, λυχνάρι, σπίρτα, μαγνήτης.

Αντιδραστήρια: παραφίνη, διαλύματα CuSO 4 , NaOH, HCl, φαινολοφθαλεΐνη, σκόνες σιδήρου και θείου.

Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων.

ΕΓΩ. οργανωτικό στάδιο.

II. Ο καθορισμός του στόχου.Μήνυμα για το θέμα και το σκοπό του μαθήματος.

III. Έλεγχος εργασιών για το σπίτι.

Επιθεώρηση των ερωτήσεων:

1. Σε τι διαφέρουν τα φυσικά φαινόμενα από τα χημικά;

2. Ποιες είναι οι εφαρμογές φυσικά φαινόμεναξέρεις?

3. Ποια είναι τα σημάδια ότι έχει λάβει χώρα μια χημική αντίδραση;

4. Τι είναι οι εξώθερμες και οι ενδόθερμες αντιδράσεις; Ποιες προϋποθέσεις είναι απαραίτητες για να εμφανιστούν;

5. Οι μαθητές αναφέρουν τα αποτελέσματα του πειράματος στο σπίτι τους (Αρ. 1,2 μετά την §26)

Ασκηση. Βρείτε ένα ταίρι

1 επιλογή - χημικά φαινόμενα, επιλογή 2 - φυσική:

1. τήξη της παραφίνης
2. Σαπισμένα φυτικά υπολείμματα
3. Σφυρηλάτηση μετάλλων
4. Καύση αλκοόλ
5. Ξινισμένος χυμός φρούτων
6. Διάλυση ζάχαρης σε νερό
7. μαύρισμα χάλκινο σύρμαόταν πυρώνεται
8. παγωμένο νερό
9. ξινόγαλα
10. σχηματισμός παγετού

IV. Εισαγωγή γνώσεων.

1. Ο νόμος της διατήρησης της μάζας των ουσιών.

Ερώτηση προβλήματος:εάν η μάζα των αντιδρώντων θα αλλάξει σε σύγκριση με τη μάζα των προϊόντων της αντίδρασης.

Πειράματα επίδειξης:

Ο δάσκαλος βάζει δύο φλιτζάνια στη ζυγαριά:

ένα) ένα με πρόσφατα καταβυθισμένο Cu(OH) 2 , άλλο με διάλυμα HCl? τα ζυγίζει, χύνει τα διαλύματα σε ένα ποτήρι, βάζει το άλλο δίπλα-δίπλα και τα παιδιά σημειώνουν ότι η ισορροπία των βαρών δεν έχει διαταραχθεί, αν και η αντίδραση έχει περάσει, όπως αποδεικνύεται από τη διάλυση του ιζήματος.

σι) Ομοίως, πραγματοποιείται επίσης η αντίδραση εξουδετέρωσης - μια περίσσεια οξέος από άλλο γυαλί προστίθεται στο αλκάλιο που είναι χρωματισμένο με φαινολοφθαλεΐνη.

Πείραμα βίντεο:θέρμανση χαλκού.

Περιγραφή του πειράματος:Τοποθετήστε 2 γραμμάρια θρυμματισμένου χαλκού σε μια κωνική φιάλη. Κλείνουμε καλά τη φιάλη με πώμα και ζυγίζουμε. Θυμηθείτε τη μάζα της φιάλης. Ζεσταίνουμε απαλά τη φιάλη για 5 λεπτά και παρατηρούμε τις αλλαγές που συμβαίνουν. Σταματήστε τη θέρμανση και όταν η φιάλη κρυώσει, ζυγίστε τη. Συγκρίνετε τη μάζα της φιάλης πριν τη θέρμανση με τη μάζα της φιάλης μετά τη θέρμανση.

Συμπέρασμα: Η μάζα της φιάλης μετά τη θέρμανση δεν άλλαξε.

Διατύπωση νόμος για τη διατήρηση της μάζας:η μάζα των ουσιών που έχουν εισέλθει στην αντίδραση είναι ίση με τη μάζα των ουσιών που σχηματίζονται(οι μαθητές γράφουν τη διατύπωση σε τετράδιο).

Ο νόμος της διατήρησης της μάζας ανακαλύφθηκε θεωρητικά το 1748 και επιβεβαιώθηκε πειραματικά το 1756 από τον Ρώσο επιστήμονα M.V. Λομονόσοφ.

Ο Γάλλος επιστήμονας Antoine Lavoisier το 1789 έπεισε τελικά τον επιστημονικό κόσμο για την καθολικότητα αυτού του νόμου. Τόσο ο Lomonosov όσο και ο Lavoisier χρησιμοποίησαν πολύ ακριβείς κλίμακες στα πειράματά τους. Θέρμαιναν μέταλλα (μόλυβδος, κασσίτερος και υδράργυρος) σε σφραγισμένα δοχεία και ζύγιζαν τις πρώτες ύλες και τα προϊόντα αντίδρασης.

2. Χημικές Εξισώσεις.

Επίδειξη πειράματος:Θέρμανση μείγματος σιδήρου και θείου.

Περιγραφή του πειράματος:Σε ένα γουδί ετοιμάζουμε ένα μείγμα από 3,5 γραμμάρια Fe και 2 γραμμάρια S. Μεταφέρουμε αυτό το μείγμα σε ένα πορσελάνινο κύπελλο και το ζεσταίνουμε δυνατά σε φλόγα του καυστήρα, παρατηρώντας τις αλλαγές που συμβαίνουν. Φέρτε τον μαγνήτη στην ουσία που προκύπτει.

Η προκύπτουσα ουσία - θειούχος σίδηρος (II) - είναι διαφορετική από το αρχικό μείγμα. Ούτε σίδηρος ούτε θείο μπορούν να ανιχνευθούν οπτικά σε αυτό. Είναι αδύνατο να τα χωρίσεις με μαγνήτη. Έγινε χημικός μετασχηματισμός.

Οι ουσίες που συμμετέχουν σε χημικές αντιδράσεις ονομάζονταιαντιδραστήρια.

Οι νέες ουσίες που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα μιας χημικής αντίδρασης ονομάζονταιπροϊόντα.

Ας γράψουμε την αντίδραση με τη μορφή διαγράμματος:

σίδηρος + θείο → θειούχος σίδηρος(ΙΙ).

χημική εξίσωση- Αυτή είναι μια υπό όρους καταγραφή μιας χημικής αντίδρασης μέσω χημικών τύπων.

Γράφουμε τη συνεχιζόμενη αντίδραση με τη μορφή χημικής εξίσωσης:

Fe + S → FeS

Κανόνες σύνταξης χημικών εξισώσεων

(παρουσίαση οθόνης).

1. Στην αριστερή πλευρά της εξίσωσης, γράψτε τους τύπους των ουσιών που εισέρχονται στην αντίδραση (αντιδραστήρια). Στη συνέχεια, βάλτε ένα βέλος.

α) N 2 + H 2 →

Β) Al(OH) 3 →

Γ) Mg + HCl →

Δ) CaO + HNO 3 →

2. Στη δεξιά πλευρά (μετά το βέλος) σημειώστε τους τύπους των ουσιών που σχηματίστηκαν ως αποτέλεσμα της αντίδρασης (προϊόντα). Όλοι οι τύποι συντάσσονται σύμφωνα με το βαθμό οξείδωσης.

α) N 2 + H 2 → NH 3

Β) Al (OH) 3 → Al 2 O 3 + H 2 O

Γ) Mg + HCl → MgCl 2 + H 2

Δ) CaO + HNO 3 → Ca(NO 3) 2 + H 2 O

3. Η εξίσωση αντίδρασης συντάσσεται με βάση το νόμο διατήρησης της μάζας των ουσιών, δηλαδή το αριστερό και το δεξί πρέπει να έχουν τον ίδιο αριθμό ατόμων. Αυτό επιτυγχάνεται με την τοποθέτηση των συντελεστών μπροστά από τους τύπους των ουσιών.

Αλγόριθμος για την τοποθέτηση των συντελεστών στην εξίσωση μιας χημικής αντίδρασης.

2. Προσδιορίστε ποιο στοιχείο έχει μεταβαλλόμενο αριθμό ατόμων, βρείτε N.O.K.

3. Σπλιτ Ν.Ο.Κ. σε δείκτες - λάβετε συντελεστές. Βάλτε τους συντελεστές πριν από τους τύπους.

5. Είναι καλύτερα να ξεκινήσετε με άτομα Ο ή οποιοδήποτε άλλο μη μέταλλο (εκτός αν το Ο είναι στη σύνθεση πολλών ουσιών).

Α) N 2 + 3H 2 → 2NH 3 β) 2Al (OH) 3 → Al 2 O 3 + 3H 2 O

Γ) Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2 δ) CaO + 2HNO 3 → Ca(NO 3) 2 + H 2 O

v. Εργασία για το σπίτι.§ 27 (μέχρι τους τύπους αντιδράσεων). Νο 1 μετά την §27

VI. Περίληψη του μαθήματος. Οι μαθητές διατυπώνουν συμπεράσματα για το μάθημα.

Στο μάθημα 11 "" από το μάθημα " Χημεία για ανδρείκελα» θα μάθουμε από ποιον και πότε ανακαλύφθηκε ο νόμος της διατήρησης της μάζας των ουσιών. θα εξοικειωθούμε με τις χημικές εξισώσεις και θα μάθουμε πώς να τοποθετούμε σωστά τους συντελεστές σε αυτές.

Μέχρι στιγμής, όταν εξετάζουμε χημικές αντιδράσειςτους δώσαμε προσοχή ποιότηταπλευρά, δηλ. για το πώς και υπό ποιες συνθήκες οι πρώτες ύλες μετατρέπονται σε προϊόντα αντίδρασης. Αλλά στα χημικά φαινόμενα υπάρχει μια άλλη πλευρά - ποσοτικός.

Αλλάζει η μάζα των ουσιών που εισέρχονται σε μια χημική αντίδραση; Αναζητώντας μια απάντηση σε αυτό το ερώτημα, ο Άγγλος επιστήμονας R. Boyle τον 17ο αιώνα. διεξήγαγε πολλά πειράματα για τη φρύξη του μολύβδου σε σφραγισμένα δοχεία. Μετά το τέλος των πειραμάτων, άνοιξε τα δοχεία και ζύγισε τα προϊόντα της αντίδρασης. Ως αποτέλεσμα, ο Boyle κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η μάζα της ουσίας μετά την αντίδραση είναι μεγαλύτερη από τη μάζα του αρχικού μετάλλου. Το εξήγησε αυτό συνδέοντας κάποια «πύρινη ύλη» στο μέταλλο.

Τα πειράματα του R. Boyle για τη φρύξη των μετάλλων επαναλήφθηκαν από τον Ρώσο επιστήμονα M.V. Lomonosov το 1748. Πραγματοποίησε την πύρωση του σιδήρου σε ειδική φιάλη (ρεορτόρ) (Εικ. 56), η οποία ήταν ερμητικά σφραγισμένη. Σε αντίθεση με τον Μπόιλ, μετά την αντίδραση, άφησε την ανταπόκριση σφραγισμένη. Η ζύγιση του αποστακτήρα μετά την αντίδραση έδειξε ότι η μάζα του δεν άλλαξε. Αυτό έδειξε ότι, αν και είχε συμβεί μια χημική αντίδραση μεταξύ του μετάλλου και της ουσίας που περιέχεται στον αέρα, το άθροισμα των μαζών των αρχικών ουσιών ήταν ίσο με τη μάζα του προϊόντος της αντίδρασης.

Ο M. V. Lomonosov κατέληξε: Όλες οι αλλαγές που συμβαίνουν στη φύση είναι η ουσία μιας τέτοιας κατάστασης που πόσο από αυτό που αφαιρείται από ένα σώμα, τόσο πολύ θα προστεθεί σε ένα άλλο, οπότε αν κάποια ύλη μειωθεί κάπου, θα πολλαπλασιαστεί σε άλλο μέρος.».

Το 1789, ο Γάλλος χημικός A. Lavoisier απέδειξε ότι η πύρωση των μετάλλων είναι η διαδικασία της αλληλεπίδρασής τους με ένα από τα συστατικά μέρηαέρας - οξυγόνο. Με βάση τα έργα των M. V. Lomonosov και A. Lavoisier, η νόμος διατήρησης της μάζας των ουσιών σε χημικές αντιδράσεις.

Η μάζα των ουσιών που εισέρχονται σε μια χημική αντίδραση είναι ίση με τη μάζα των ουσιών που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της αντίδρασης.

Στις χημικές αντιδράσεις, τα άτομα δεν εξαφανίζονται χωρίς ίχνος και δεν προκύπτουν από το τίποτα. Ο αριθμός τους παραμένει αμετάβλητος. Και αφού έχουν σταθερή μάζα , τότε η μάζα των ουσιών που σχηματίζονται από αυτά παραμένει επίσης σταθερή.

Ο νόμος της διατήρησης της μάζας των ουσιών μπορεί να επαληθευτεί πειραματικά. Για να το κάνετε αυτό, χρησιμοποιήστε τη συσκευή που φαίνεται στο Σχήμα 57, α, β. Το κύριο μέρος του είναι ένας δοκιμαστικός σωλήνας με δύο πόδια. Σε ένα γόνατο ρίχνουμε ασβεστόνερο, στο δεύτερο - διάλυμα θειικού χαλκού. Ισορροπούμε τη συσκευή στη ζυγαριά και στη συνέχεια ανακατεύουμε και τα δύο διαλύματα σε ένα γόνατο. Ταυτόχρονα, θα δούμε ότι κατακρημνίζεται ένα μπλε ίζημα μιας νέας ουσίας. Ο σχηματισμός ενός ιζήματος επιβεβαιώνει ότι έχει λάβει χώρα μια χημική αντίδραση. Η μάζα της συσκευής παραμένει η ίδια. Αυτό σημαίνει ότι ως αποτέλεσμα μιας χημικής αντίδρασης, η μάζα των ουσιών δεν αλλάζει.

Ο νόμος είναι σημαντικός για τη σωστή κατανόηση όλων όσων συμβαίνουν στη φύση: τίποτα δεν μπορεί να εξαφανιστεί χωρίς ίχνος και να προκύψει από το τίποτα.

Οι χημικές αντιδράσεις μπορούν να αναπαρασταθούν χρησιμοποιώντας τη γλώσσα του χημικού τύπου. Τα χημικά στοιχεία αντιπροσωπεύουν χημικά σύμβολα, η σύνθεση των ουσιών γράφεται χρησιμοποιώντας χημικούς τύπους, οι χημικές αντιδράσεις εκφράζονται χρησιμοποιώντας χημικές εξισώσεις, δηλαδή, όπως οι λέξεις αποτελούνται από γράμματα, οι προτάσεις αποτελούνται από λέξεις.

Εξίσωση χημικής αντίδρασης (χημική εξίσωση)- αυτή είναι μια υπό όρους καταγραφή της αντίδρασης με χρήση χημικών τύπωνκαι υπογράφει "+" και "=".

Ο νόμος της διατήρησης της μάζας των ουσιών στις χημικές αντιδράσεις πρέπει επίσης να τηρείται κατά τη σύνταξη εξισώσεις χημικών αντιδράσεων. Οπως λέμε μαθηματικές εξισώσεις, στις εξισώσεις των χημικών αντιδράσεων υπάρχει μια αριστερή πλευρά (όπου αναγράφονται οι τύποι των αρχικών ουσιών) και μια δεξιά (όπου αναγράφονται οι τύποι των προϊόντων της αντίδρασης). Για παράδειγμα (Εικ. 58):

Όταν γράφετε τις εξισώσεις των χημικών αντιδράσεων, το σύμβολο «+» (συν) συνδέει τους τύπους των ουσιών στα αριστερά και σωστά μέρηεξισώσεις. Δεδομένου ότι η μάζα των ουσιών πριν από την αντίδραση είναι ίση με τη μάζα των σχηματιζόμενων ουσιών, χρησιμοποιείται το σύμβολο "=" (ίσο) που συνδέει την αριστερή και τη δεξιά πλευρά της εξίσωσης. Για την εξίσωση του αριθμού των ατόμων στο αριστερό και το δεξί μέρος της εξίσωσης, χρησιμοποιούνται οι αριθμοί μπροστά από τους τύπους των ουσιών. Αυτοί οι αριθμοί ονομάζονται συντελεστές χημικών εξισώσεωνκαι να δείξετε τον αριθμό των μορίων ή τις μονάδες τύπου. Αφού 1 mol οποιασδήποτε ουσίας αποτελείται από τον ίδιο αριθμό δομικές μονάδες(6.02 * 10 23), λοιπόν οι συντελεστές δείχνουν επίσης τις χημικές ποσότητες καθεμιάς από τις ουσίες:

Κατά τη σύνταξη χημικών εξισώσεων, χρησιμοποιούνται επίσης ειδικά σημάδια, για παράδειγμα, το σύμβολο "↓", υποδεικνύοντας ότι η ουσία σχηματίζει ίζημα.

Για να χρησιμοποιήσετε την προεπισκόπηση των παρουσιάσεων, δημιουργήστε έναν λογαριασμό Google (λογαριασμό) και συνδεθείτε: https://accounts.google.com

Λεζάντες διαφανειών:

Προεπισκόπηση:

Θέμα μαθήματος: " Χημικές εξισώσεις. Ο νόμος της διατήρησης της μάζας των ουσιών "

Τύπος μαθήματος: Ανακάλυψη νέας γνώσης

Οι κύριοι στόχοι του μαθήματος:

1) Εισάγετε τους μαθητές στα σημεία και τις συνθήκες των χημικών αντιδράσεων

2) Να αποδείξετε και να διατυπώσετε εμπειρικά το νόμο της διατήρησης της μάζας της ύλης

3) Δώστε την έννοια της χημικής εξίσωσης ως υπό όρους εγγραφή μιας χημικής αντίδρασης χρησιμοποιώντας χημικούς τύπους

4) Ξεκινήστε να χτίζετε δεξιότητες στη σύνταξη χημικών εξισώσεων

Υλικό και εξοπλισμός επίδειξης:ζυγαριές, ποτήρια, αντιδραστήρια (CuSO 4, NaOH, HCl, CaCO 3 , φαινολοφθαλεΐνη, BaCl 2, H 2 SO 4 ), υπολογιστής, προβολέας, οθόνη, παρουσίαση)

Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων

1. Αυτοδιάθεση να μαθησιακές δραστηριότητες:

Στόχος:

Δημιουργήστε κίνητρα για μαθησιακές δραστηριότητες ενημερώνοντας τα εσωτερικά κίνητρα (μπορώ και θέλω)

Καθορίστε το περιεχόμενο του μαθήματος με τους μαθητές

Οργάνωση εκπαιδευτική διαδικασίαστο στάδιο 1

1. Όπως ήδη γνωρίζουμε, η χημεία είναι η επιστήμη των ουσιών. Τι γνωρίζουμε ήδη για τις ουσίες; Αρκεί αυτή η γνώση για να απαντήσουμε σε όλα τα ερωτήματα που μας ενδιαφέρουν; Μπορούμε να απαντήσουμε στο ερώτημα πώς συμβαίνουν οι μετασχηματισμοί των ουσιών; Ποιοι είναι οι νόμοι των χημικών αντιδράσεων; Τι πιστεύετε για το σημερινό μάθημα;
2. Σωστά! Σήμερα θα πάμε μαζί σας στο υπέροχος κόσμος χημικούς μετασχηματισμούς! Και οι γνώσεις που αποκτήσαμε νωρίτερα στα μαθήματα χημείας θα μας βοηθήσουν σε αυτό.

2. Ενημέρωση γνώσεων και διόρθωση ατομικής δυσκολίας σε μια δοκιμαστική ενέργεια:

Στόχος:

Επανεξετάστε το υλικό που καλύφθηκε στο προηγούμενο μάθημα

Οργανώνω ανεξάρτητη εκτέλεσηδοκιμαστική δράση και να διορθωθούν οι δυσκολίες που έχουν προκύψει

Οργάνωση της εκπαιδευτικής διαδικασίας στο στάδιο 2

1. Νωρίτερα μάθαμε ότι όλα τα φαινόμενα στη φύση μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες. Ποιες είναι αυτές οι ομάδες; Ας θυμηθούμε μαζί σας πώς διαφέρουν ορισμένα φαινόμενα από άλλα και ας δώσουμε παραδείγματα (διαφάνεια)

Ένας μαθητής στον μαυροπίνακα ολοκληρώνει την εργασία. Το παιχνίδι "Tic-tac-toe". Θα πρέπει να υποδείξετε τη νικητήρια διαδρομή, η οποία αποτελείται μόνο από χημικά φαινόμενα (διαφάνεια).

Ποια είναι άλλη λέξη για τα χημικά φαινόμενα; (Χημικές αντιδράσεις)

Γνωρίζουμε όλοι για τις χημικές αντιδράσεις; (Δεν)

1. Σήμερα στο μάθημα θα συνεχίσουμε να μελετάμε τις χημικές αντιδράσεις. Προτείνω να ξεκινήσουμε το ταξίδι μας στον κόσμο των χημικών μετασχηματισμών.
2. Όπως πολύ σωστά επισήμανες, εγγύησηη πορεία μιας χημικής αντίδρασης είναι ο σχηματισμός μιας νέας ουσίας -προϊόν αντίδρασης- κατοχή άλλων ιδιοκτησιών που δεν κατείχανπρώτες ύλες.
3. Τι συνοδεύεται πάντα από το σχηματισμό μιας νέας ουσίας; (σημάδια χημικής αντίδρασης)
4. Τώρα θα χρειαστούμε ξανά τη γνώση που αποκτήσαμε νωρίτερα. Ας θυμηθούμε ποια σημάδια χημικών αντιδράσεων γνωρίζουμε ήδη και ας προσπαθήσουμε να τα αποδείξουμε.

Μαζί με τους μαθητές η δασκάλα δείχνει πειράματα σε δοκιμαστικούς σωλήνες. Οι μαθητές ονομάζουν τα παρατηρούμενα σημάδια που εμφανίζονται ταυτόχρονα στη διαφάνεια.

Κατακρήμνιση (CuSO 4 και NaOH)

Διάλυση του ιζήματος (Cu(OH) 2 και HCl)

Αλλαγή χρώματος (NaOH και φαινολοφθαλεΐνη)

Εξέλιξη αερίου (CaCO 3 και H 2 SO 4 )

Εκπομπή θερμότητας, φωτός (αντίδραση καύσης)

1. Τι συμπέρασμα μπορούμε να βγάλουμε από αυτά που βλέπουμε; (Η πορεία μιας χημικής αντίδρασης μπορεί να κριθεί από την εμφάνιση εξωτερικών σημείων).
2. Σας προτείνω να αναλογιστείτε σε ένα κομμάτι χαρτί μία από τις ακόλουθες χημικές αντιδράσεις. Περιγράψτε τι συμβαίνει στον δοκιμαστικό σωλήνα χρησιμοποιώντας χημικούς τύπους και μαθηματικά σύμβολα.
3. Ας δούμε τις καταχωρίσεις σας, εξετάστε τις επιλογές που έχετε λάβει. Γιατί υπάρχουν διαφορετικές επιλογές;

3. Προσδιορισμός του τόπου και της αιτίας της δυσκολίας και καθορισμός του στόχου της δραστηριότητας

Στόχος:

1. συσχετίζουν τη δοκιμαστική δράση με τις υπάρχουσες γνώσεις, δεξιότητες και ικανότητες των μαθητών
2. συμφωνούν για το θέμα και τους επιμέρους στόχους του μαθήματος

Οργάνωση της εκπαιδευτικής διαδικασίας στο στάδιο 3

1. 1) Ας δούμε γιατί δεν κατάφεραν όλοι να καταγράψουν μια χημική αντίδραση; Σε τι διαφέρει αυτή η αποστολή από τις προηγούμενες;
2. 2) Λοιπόν, ποιοι είναι οι στόχοι του μαθήματος σήμερα;
3. Γνωρίζετε το όνομα ενός αρχείου που αντικατοπτρίζει την ουσία μιας χημικής αντίδρασης;
4. Πώς διατυπώνουμε το θέμα του σημερινού μαθήματος;

4. Χτίζοντας ένα έργο για να βγούμε από μια δυσκολία

Στόχος:

1. δημιουργούν συνθήκες ώστε οι μαθητές να κάνουν συνειδητή επιλογή ενός νέου τρόπου απόκτησης γνώσης μέσω ενός πειράματος

Οργάνωση της εκπαιδευτικής διαδικασίας στο στάδιο 4

1. Έτσι, μπορούμε να περιγράψουμε μια χημική αντίδραση χρησιμοποιώντας χημικούς τύπους και ενδείξεις εάν γνωρίζουμε τον μηχανισμό μετατροπής μιας ουσίας σε άλλη. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, προτείνω επιστημονική ανακάλυψη! Και για αυτό θα πάμε στον μακρινό 18ο αιώνα, στο εργαστήριο του μεγάλου Ρώσου επιστήμονα M.V. Lomonosov (διαφάνεια), ο οποίος, όπως εσείς και εγώ, μπερδεύτηκε με την ίδια ερώτηση: «Πώς μερικές ουσίες μετατρέπονται σε άλλες και τι συμβαίνει στη μάζα των ουσιών; Η μάζα των πρώτων υλών θα είναι ίση με τη μάζα των προϊόντων της αντίδρασης;
2. Πες μου, πώς αποκτήσαμε νέες γνώσεις νωρίτερα; (Χρησιμοποιήσαμε σχολικό βιβλίο, πίνακες, παρουσιάσεις κ.λπ.)
3. Είναι δυνατόν να γίνει ένα πείραμα για την απόκτηση νέων γνώσεων; (Ναί)

5. Υλοποίηση του κατασκευασμένου έργου

Στόχος:

Πραγματοποιήστε ένα πείραμα για να ανακαλύψετε νέες γνώσεις

Συνοψίστε τις παρατηρήσεις και εξάγετε προκαταρκτικά συμπεράσματα

Οργάνωση της εκπαιδευτικής διαδικασίας στο στάδιο 5

1. Προτείνω να πραγματοποιήσω ένα πείραμα: (ο δάσκαλος προσκαλεί τον μαθητή στο εργαστηριακό τραπέζι)
2. Βάζουμε δύο φλιτζάνια στην πλατφόρμα ζύγισης - ένα με διάλυμα BaCl 2 , άλλο με διάλυμα Η 2 SO 4 . Σημειώστε τη θέση του βέλους της κλίμακας με ένα δείκτη. Συγχωνεύουμε τα διαλύματα σε ένα ποτήρι και βάζουμε το άδειο δίπλα.
3. Η αντίδραση προχώρησε όταν τα δύο διαλύματα συνδυάστηκαν; (Ναί)
4. Τι το μαρτυρεί αυτό; (Σχηματισμός λευκού ιζήματος)
5. Άλλαξαν ταυτόχρονα οι ενδείξεις του δείκτη του οργάνου; (Δεν)
6. Τι συμπέρασμα μπορούμε να βγάλουμε; Διαφέρει η μάζα των προϊόντων αντίδρασης που προκύπτουν από τη μάζα των πρώτων υλών; (Δεν)
7. Σε αυτό το συμπέρασμα κατέληξε και ο Lomonosov, ο οποίος από το 1748 έως το 1756 έκανε εξαιρετική δουλειά και απέδειξε πειραματικά ότι η μάζα των ουσιών πριν και μετά την αντίδραση παραμένει αμετάβλητη. Τα πειράματά του βασίστηκαν στην αντίδραση της αλληλεπίδρασης των μετάλλων με το οξυγόνο από τον αέρα κατά την πύρωση. Τώρα θα παρακολουθήσουμε ένα βίντεο που απεικονίζει ένα τέτοιο πείραμα. (βίντεο διαφάνειας)

Παιδιά τι συμπέρασμα να βγάλουμε τώρα; (Η μάζα των ουσιών πριν από την αντίδραση είναι ίση με τη μάζα των ουσιών μετά την αντίδραση)

Αυτή η δήλωση είναι ο νόμος της διατήρησης της μάζας των ουσιών. (Σύνθεση στη διαφάνεια). Τώρα μπορούμε να διευκρινίσουμε πώς θα ακούγεται πλήρως το θέμα του σημερινού μας μαθήματος; (Χημικές εξισώσεις. Ο νόμος της διατήρησης της μάζας των ουσιών)

Ας στραφούμε στο σχολικό βιβλίο (σελ. 139) και ας διαβάσουμε τη διατύπωση του νόμου της διατήρησης της μάζας των ουσιών.

Τι συμβαίνει με τις ουσίες κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης; Δημιουργούνται νέα άτομα χημικά στοιχεία? (Όχι, δεν σχηματίζονται. Μόνο η αναδιάταξή τους γίνεται!)

Και αν ο αριθμός των ατόμων πριν και μετά την αντίδραση παραμένει αμετάβλητος, τότε το δικό τους συνολικό βάροςείναι επίσης αμετάβλητο. Θα επαληθεύσουμε την εγκυρότητα αυτού του συμπεράσματος παρακολουθώντας το βίντεο (κινούμενη εικόνα)

Τώρα, γνωρίζοντας το νόμο της διατήρησης της μάζας των ουσιών, μπορούμε να αντικατοπτρίσουμε την ουσία των χημικών αντιδράσεων χρησιμοποιώντας τους χημικούς τύπους των ενώσεων.

Παιδιά, πώς είναι συνηθισμένο να ονομάζουμε μια υπό όρους εγγραφή μιας χημικής αντίδρασης χρησιμοποιώντας χημικούς τύπους και μαθηματικά σημάδια; (Χημική εξίσωση) (διαφάνεια)

Ας προσπαθήσουμε να περιγράψουμε το πείραμα με την πύρωση του χαλκού που προβλήθηκε στο βίντεο. (ο μαθητής στον πίνακα γράφει την εξίσωση αντίδρασης).

Στην αριστερή πλευρά της εξίσωσης, σημειώνουμε τις αρχικές ουσίες (τύπους των ουσιών που αντέδρασαν). Ποιες ουσίες αλληλεπιδρούν; (Χαλκός και οξυγόνο). Όπως θυμόμαστε, η ένωση «ΚΑΙ» στα μαθηματικά αντικαθίσταται από το σύμβολο «συν» (συνδέουμε τις αρχικές ουσίες με το σύμβολο «συν») Στη δεξιά πλευρά σημειώνουμε τα προϊόντα της αντίδρασης. (Οξείδιο του χαλκού II). Βάζουμε ένα βέλος ανάμεσα στα μέρη:

Cu + O 2 \u003d CuO

Είναι τόσο απλό και όμορφο. αλλά ... ασέβεια προς τον νόμο διατήρησης της μάζας των ουσιών. Παρατηρείται σε αυτή η υπόθεση? (Όχι!) Είναι οι μάζες των ουσιών ίσες πριν και μετά την αντίδραση; (Δεν).

Πόσα άτομα οξυγόνου υπάρχουν στην αριστερή πλευρά; (2) , αλλά στα δεξιά; (ένας). Επομένως, πριν από τον τύπο οξειδίου του χαλκού, πρέπει να βάλουμε 2! - εξισορροπεί το οξυγόνο.

Αλλά .. Τώρα η ισότητα για τον χαλκό παραβιάζεται. Προφανώς πρέπει να βάλεις και 2 μπροστά από τον χάλκινο τύπο.

Έχουμε εξισώσει τον αριθμό των ατόμων κάθε στοιχείου στην αριστερή και τη δεξιά πλευρά; (Ναί!)

Πήρατε την ισότητα; (Ναί)

Πώς λέγεται ένας τέτοιος δίσκος; (με χημική εξίσωση)

6. Πρωτογενής ενοποίηση με προφορά κατά εξωτερική ομιλία:

Στόχος:

Δημιουργήστε προϋποθέσεις για τη στερέωση του μελετημένου υλικού στην εξωτερική ομιλία

- Ας εξασκηθούμε στη συγγραφή των εξισώσεων μιας χημικής αντίδρασης και ας προσπαθήσουμε να φτιάξουμε έναν αλγόριθμο ενεργειών. (ένας μαθητής στον μαυροπίνακα συνθέτει μια εξίσωση για μια χημική αντίδραση)

1. Ας γράψουμε την αντίδραση για το σχηματισμό αμμωνίας από ένα μόριο υδρογόνου και αζώτου.

1. Στην αριστερή πλευρά της εξίσωσης, σημειώνουμε τους τύπους των ουσιών που έχουν αντιδράσει (αντιδραστήρια). Στη συνέχεια βάζουμε ένα βέλος:

H 2 + N 2 →

1. Στη δεξιά πλευρά (μετά το βέλος) σημειώνουμε τους τύπους των ουσιών που σχηματίστηκαν ως αποτέλεσμα της αντίδρασης (προϊόντα).

H 2 + N 2 → NH 3

1. Η εξίσωση της αντίδρασης βασίζεται στο νόμο της διατήρησης της μάζας.
2. Προσδιορίστε ποιο στοιχείο έχει μεταβαλλόμενο αριθμό ατόμων; βρείτε το ελάχιστο κοινό πολλαπλάσιο (LCM), διαιρέστε το LCM με δείκτες - παίρνουμε τους συντελεστές.
3. Βάζουμε τους συντελεστές μπροστά από τους τύπους των ενώσεων.
4. Υπολογίζουμε ξανά τον αριθμό των ατόμων, εάν είναι απαραίτητο, επαναλαμβάνουμε τα βήματα.

3H 2 + N 2 → 2NH 3

6. Ανεξάρτητη εργασίαμε αυτοέλεγχο σύμφωνα με το πρότυπο:

Στόχος:

Ενθαρρύνετε τους μαθητές να ολοκληρώσουν τις εργασίες μόνοι τους νέος τρόποςδραστηριότητες αυτοελέγχου.

Οργανώστε την αυτοαξιολόγηση των παιδιών για την ορθότητα της εργασίας (εάν είναι απαραίτητο, διόρθωση πιθανών σφαλμάτων)

Οργάνωση της εκπαιδευτικής διαδικασίας στο στάδιο 6

1. Είστε έτοιμοι να δοκιμάσετε τις δυνάμεις σας; Στη συνέχεια φτιάξτε τη δική σας εξίσωση για τη χημική αντίδραση σχηματισμού νερού, τοποθετώντας τους συντελεστές που λείπουν στην εξίσωση

(κινούμενα σχέδια διαφανειών) - ένα παράδειγμα σχηματισμού νερού.

(οι αρχικές ουσίες εμφανίζονται στην οθόνη - ένα μόριο υδρογόνου και ένα μόριο οξυγόνου, μετά εμφανίζεται το προϊόν της αντίδρασης - ένα μόριο νερού)

Έλεγχος (οι συντελεστές που λείπουν εμφανίζονται στην οθόνη στην εξίσωση αντίδρασης)

Ποιος δυσκολεύεται; Τι παραμένει ασαφές;

7. Αντανάκλαση εκπαιδευτικής δραστηριότητας στο μάθημα

Στόχος:

Διορθώστε στην ομιλία νέους όρους (χημική αντίδραση, χημική εξίσωση) και τη διατύπωση του νόμου της διατήρησης της μάζας

Διορθώστε ανεπίλυτες δυσκολίες στο μάθημα ως κατεύθυνση για μελλοντικές μαθησιακές δραστηριότητες

Αξιολογήστε τη δική σας δραστηριότητα στο μάθημα

Συντονίστε την εργασία για το σπίτι

Οργάνωση της εκπαιδευτικής διαδικασίας στο στάδιο 7

Τι ήταν το σημερινό μάθημα; Ποιο ήταν το θέμα του μαθήματος; Ποιους στόχους έχουμε θέσει και τους πετύχαμε;

Πού μπορούμε να εφαρμόσουμε όσα μάθαμε σήμερα;

Τι δυσκολίες προέκυψαν; Καταφέρατε να τα ξεπεράσετε;Τι έμεινε ασαφές;

Ποιανού το έργο στο μάθημα θα τονίζατε; Πώς βαθμολογείτε τη δουλειά σας;

Εργασία για το σπίτι:

P. 27, ex. 1, 2. Ασκήσεις σε κάρτες (στο επόμενο μάθημα οι μαθητές κάνουν αυτοέλεγχο σύμφωνα με την τυπική διαφάνεια στην οθόνη).

Ο νόμος της διατήρησης της μάζας.

Η μάζα των ουσιών που εισέρχονται σε μια χημική αντίδραση είναι ίση με τη μάζα των ουσιών που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της αντίδρασης.

Ο νόμος της διατήρησης της μάζας είναι μια ειδική περίπτωση του γενικού νόμου της φύσης - του νόμου της διατήρησης της ύλης και της ενέργειας. Βάσει αυτού του νόμου, οι χημικές αντιδράσεις μπορούν να εμφανιστούν χρησιμοποιώντας χημικές εξισώσεις, χρησιμοποιώντας τους χημικούς τύπους των ουσιών και τους στοιχειομετρικούς συντελεστές που αντικατοπτρίζουν τις σχετικές ποσότητες (αριθμός γραμμομορίων) των ουσιών που εμπλέκονται στην αντίδραση.

Για παράδειγμα, η αντίδραση καύσης του μεθανίου γράφεται ως εξής:

Ο νόμος της διατήρησης της μάζας των ουσιών

(M.V. Lomonosov, 1748· A. Lavoisier, 1789)

Η μάζα όλων των ουσιών που εμπλέκονται σε μια χημική αντίδραση είναι ίση με τη μάζα όλων των προϊόντων της αντίδρασης.

Η ατομική-μοριακή θεωρία εξηγεί αυτόν τον νόμο ως εξής: ως αποτέλεσμα χημικών αντιδράσεων, τα άτομα δεν εξαφανίζονται και δεν προκύπτουν, αλλά αναδιατάσσονται (δηλαδή, ένας χημικός μετασχηματισμός είναι η διαδικασία διάσπασης ορισμένων δεσμών μεταξύ των ατόμων και ο σχηματισμός άλλα, με αποτέλεσμα από τα μόρια των αρχικών ουσιών να λαμβάνονται μόρια προϊόντων αντίδρασης). Δεδομένου ότι ο αριθμός των ατόμων πριν και μετά την αντίδραση παραμένει αμετάβλητος, η συνολική μάζα τους δεν πρέπει επίσης να αλλάξει. Η μάζα κατανοήθηκε ως μια ποσότητα που χαρακτηρίζει την ποσότητα της ύλης.

Στις αρχές του 20ου αιώνα, η διατύπωση του νόμου της διατήρησης της μάζας αναθεωρήθηκε σε σχέση με την εμφάνιση της θεωρίας της σχετικότητας (A. Einstein, 1905), σύμφωνα με την οποία η μάζα ενός σώματος εξαρτάται από την ταχύτητά του και , επομένως, χαρακτηρίζει όχι μόνο την ποσότητα της ύλης, αλλά και την κίνησή της. Η ενέργεια E που λαμβάνει το σώμα σχετίζεται με την αύξηση της μάζας του m με τη σχέση E = m c 2 , όπου c είναι η ταχύτητα του φωτός. Η αναλογία αυτή δεν χρησιμοποιείται σε χημικές αντιδράσεις, γιατί 1 kJ ενέργειας αντιστοιχεί σε μεταβολή μάζας ~10 -11 g και τα m δύσκολα μπορούν να μετρηθούν. ΣΤΟ πυρηνικές αντιδράσεις, όπου το Е είναι ~10 6 φορές μεγαλύτερο από ό,τι στις χημικές αντιδράσεις, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη το m.

Με βάση το νόμο της διατήρησης της μάζας, είναι δυνατό να συντάξουμε εξισώσεις για χημικές αντιδράσεις και να τις χρησιμοποιήσουμε για να κάνουμε υπολογισμούς. Αποτελεί τη βάση της ποσοτικής χημικής ανάλυσης.

Νόμος της σταθερότητας της σύνθεσης

νόμος σταθερότητας σύνθεσης ( J.L. Ο Προυστ, 1801 -1808.) - οποιαδήποτε συγκεκριμένη χημικά καθαρή ένωση, ανεξάρτητα από τη μέθοδο παρασκευής της, αποτελείται από την ίδια χημικά στοιχεία, και οι λόγοι των μαζών τους είναι σταθεροί, και σχετικοί αριθμοίτους άτομαεκφράζονται ως ακέραιοι αριθμοί. Αυτός είναι ένας από τους θεμελιώδεις νόμους χημεία.

Ο νόμος της σταθερότητας της σύνθεσης δεν ισχύει μπερτολλίδες(ενώσεις μεταβλητής σύστασης). Ωστόσο, συμβατικά, για λόγους απλότητας, η σύνθεση πολλών Berthollides καταγράφεται ως σταθερή. Για παράδειγμα, η σύνθεση οξείδιο του σιδήρου (II).γραμμένο ως FeO (αντί για τον πιο ακριβή τύπο Fe 1-x O).

Νόμος πολλαπλών αναλογιών

Ο νόμος των πολλαπλών αναλογιών είναι ένας από τους στοιχειομετρικήτου νόμου χημεία: αν δύο ουσίες (απλόςή δύσκολος) σχηματίζουν περισσότερες από μία ενώσεις μεταξύ τους, τότε οι μάζες μιας ουσίας ανά την ίδια μάζα μιας άλλης ουσίας συσχετίζονται ως ολόκληροι αριθμοί, συνήθως μικρό.

Παραδείγματα

1) Εκφράζεται η σύσταση των οξειδίων του αζώτου (σε ποσοστό κατά μάζα). επόμενους αριθμούς:

Διαιρώντας τους αριθμούς της κάτω σειράς με 0,57, βλέπουμε ότι σχετίζονται ως 1:2:3:4:5.

2) Χλωριούχο ασβέστιοσχηματίζει με νερό 4 κρυσταλλική ένυδρη, η σύνθεση των οποίων εκφράζεται με τους τύπους: CaCl 2 H 2 O, CaCl 2 2H 2 O, CaCl 2 4H 2 O, CaCl 2 6H 2 O, δηλαδή σε όλες αυτές τις ενώσεις, η μάζα του νερού ανά μόριο CaCl 2 είναι σχετίζεται ως 1:2:4:6.

Νόμος των Ογκομετρικών Σχέσεων

(Gay-Lussac, 1808)

«Οι όγκοι των αερίων που εισέρχονται σε χημικές αντιδράσεις και οι όγκοι των αερίων που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της αντίδρασης σχετίζονται μεταξύ τους ως μικροί ακέραιοι αριθμοί».

Συνέπεια. Οι στοιχειομετρικοί συντελεστές στις εξισώσεις των χημικών αντιδράσεων για μόρια αερίων ουσιών δείχνουν σε ποιες αναλογίες όγκου αντιδρούν ή λαμβάνονται οι αέριες ουσίες.

2CO + O 2  2CO 2

Όταν δύο όγκοι μονοξειδίου του άνθρακα (II) οξειδωθούν με έναν όγκο οξυγόνου, σχηματίζονται 2 όγκοι διοξειδίου του άνθρακα, δηλ. ο όγκος του αρχικού μίγματος αντίδρασης μειώνεται κατά 1 όγκο.

β) Στη σύνθεση της αμμωνίας από τα στοιχεία:

n 2 + 3h 2  2nh 3

Ένας όγκος αζώτου αντιδρά με τρεις όγκους υδρογόνου. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζονται 2 όγκοι αμμωνίας - ο όγκος της αρχικής αέριας μάζας αντίδρασης θα μειωθεί κατά 2 φορές.

Εξίσωση Klaiperon-Mendeleev

Αν γράψουμε τον συνδυασμένο νόμο αερίων για οποιαδήποτε μάζα οποιουδήποτε αερίου, τότε παίρνουμε την εξίσωση Claiperon-Mendeleev:

όπου m είναι η μάζα του αερίου. M είναι το μοριακό βάρος. p - πίεση; V - όγκος; T - απόλυτη θερμοκρασία (°K); R είναι η καθολική σταθερά αερίου (8,314 J / (mol K) ή 0,082 l atm / (mol K)).

Για μια δεδομένη μάζα ενός συγκεκριμένου αερίου, ο λόγος m/M είναι σταθερός, επομένως ο συνδυασμένος νόμος των αερίων προέρχεται από την εξίσωση Claiperon-Mendeleev.

Τι όγκο θα πάρει σε θερμοκρασία 17 ° C και πίεση 250 kPa μονοξείδιο του άνθρακα (II) βάρους 84 g;

Ο αριθμός των mol CO είναι:

 (CO) \u003d m (CO) / M (CO) \u003d 84 / 28 \u003d 3 mol

Όγκος CO σε n.c. είναι

3 22,4 l = 67,2 l

Από τον συνδυασμένο νόμο αερίων του Boyle-Mariotte και του Gay-Lussac:

(P V) / T = (P 0 V 0) / T 2

V (CO) \u003d (P 0 T V 0) / (P T 0) \u003d (101,3 (273 + 17) 67,2) / (250 273) \u003d 28,93 l

Η σχετική πυκνότητα των αερίων δείχνει πόσες φορές 1 mol ενός αερίου είναι βαρύτερο (ή ελαφρύτερο) από 1 mole άλλου αερίου.

D A(B) = (B)  (A) = M (B) / M (A)

Το μέσο μοριακό βάρος ενός μείγματος αερίων είναι ίσο με τη συνολική μάζα του μείγματος διαιρούμενη με τον συνολικό αριθμό γραμμομορίων:

M cf \u003d (m 1 + .... + m n) / ( 1 + .... +  n) \u003d (M 1 V 1 + .... M n V n) / ( 1 + .. .. +  n)

ΝΟΜΟΣ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ : σε απομόνωση. η ενέργεια του συστήματος παραμένει σταθερή, είναι δυνατές μόνο μεταβάσεις ενός τύπου ενέργειας σε άλλο. Στη θερμοδυναμική της διατήρησης της ενέργειας, ο νόμος αντιστοιχεί στον πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής, ο οποίος εκφράζεται με την εξίσωση Q \u003d DU + W, όπου Q είναι ο αριθμός της θερμότητας που μεταδίδεται στο σύστημα, DU είναι η αλλαγή στο εξωτ. ενέργεια του συστήματος, W είναι το έργο που εκτελεί το σύστημα. Μια ειδική περίπτωση του νόμου διατήρησης της ενέργειας είναι ο νόμος της Έσσιας.

Η έννοια της ενέργειας αναθεωρήθηκε σε σχέση με την έλευση της θεωρίας της σχετικότητας (A. Einstein, 1905): η συνολική ενέργεια E είναι ανάλογη με τη μάζα m και σχετίζεται με αυτήν με τη σχέση E = mc2, όπου c είναι η ταχύτητα του φωτός. Επομένως, η μάζα μπορεί να εκφραστεί σε μονάδες ενέργειας και να διατυπώσει έναν γενικότερο νόμο διατήρησης της μάζας και της ενέργειας: σε ισολύρα. Σε ένα σύστημα, το άθροισμα των μαζών και της ενέργειας είναι σταθερό, και μόνο μετασχηματισμοί σε αυστηρά ισοδύναμες αναλογίες ορισμένων μορφών ενέργειας σε άλλες και ισοδύναμες σχετικές αλλαγές στη μάζα και την ενέργεια είναι δυνατοί.

Νόμος των Ισοδυνάμων

οι ουσίες αλληλεπιδρούν μεταξύ τους σε ποσότητες ανάλογες με τις ισοδύναμες τους. Κατά την επίλυση ορισμένων προβλημάτων, είναι πιο βολικό να χρησιμοποιήσετε μια διαφορετική διατύπωση αυτού του νόμου: οι μάζες (όγκοι) των ουσιών που αντιδρούν μεταξύ τους είναι ανάλογες με τις ισοδύναμες μάζες τους (όγκους).

ισοδύναμα: τα χημικά στοιχεία συνδυάζονται μεταξύ τους σε αυστηρά καθορισμένες ποσότητες που αντιστοιχούν στα ισοδύναμά τους. Η μαθηματική έκφραση του νόμου των ισοδυνάμων έχει επόμενη προβολή: όπου m1 και m2 είναι οι μάζες των ουσιών που αντιδρούν ή σχηματίζονται, m ισοδύναμα (1) και m ισοδύναμα (2) είναι οι ισοδύναμες μάζες αυτών των ουσιών.

Για παράδειγμα: μια ορισμένη ποσότητα μετάλλου, η ισοδύναμη μάζα του οποίου είναι 28 g / mol, εκτοπίζει 0,7 λίτρα υδρογόνου από το οξύ, μετρούμενη σε φυσιολογικές συνθήκες. Προσδιορίστε τη μάζα του μετάλλου. Λύση: γνωρίζοντας ότι ο ισοδύναμος όγκος υδρογόνου είναι 11,2 l / mol, είναι μια αναλογία: 28 g μετάλλου είναι ισοδύναμα με 11,2 l υδρογόνου x g μετάλλου ισοδυναμεί με 0,7 l υδρογόνου. Στη συνέχεια x \u003d 0,7 * 28 / 11,2 \u003d 1,75 g.

Για τον προσδιορισμό της ισοδύναμης ή ισοδύναμης μάζας, δεν είναι απαραίτητο να προχωρήσουμε από τον συνδυασμό της με υδρογόνο. Μπορούν να προσδιοριστούν από τη σύνθεση της ένωσης ενός δεδομένου στοιχείου με οποιοδήποτε άλλο, το ισοδύναμο του οποίου είναι γνωστό.

Για παράδειγμα: όταν 5,6 g σιδήρου συνδυάστηκαν με θείο, σχηματίστηκαν 8,8 g θειούχου σιδήρου. Είναι απαραίτητο να βρεθεί η ισοδύναμη μάζα του σιδήρου και το ισοδύναμό του, εάν είναι γνωστό ότι η ισοδύναμη μάζα του θείου είναι 16 g/mol. Λύση: από τις συνθήκες του προβλήματος προκύπτει ότι στο θειούχο σίδηρο, 5,6 g σιδήρου αντιστοιχούν σε 8,8-5,6 = 3,2 g θείου. Σύμφωνα με το νόμο των ισοδυνάμων, οι μάζες των ουσιών που αλληλεπιδρούν είναι ανάλογες με τις ισοδύναμες μάζες τους, δηλαδή 5,6 g σιδήρου ισοδυναμούν με 3,2 g θείου meq (Fe) ισοδυναμούν με 16 g/mol θείου. Από εδώ προκύπτει ότι m3KB(Fe) = 5,6*16/3,2=28 g/mol. Το ισοδύναμο σιδήρου είναι: 3=meq(Fe)/M(Fe)=28 g/mol:56 g/mol=1/2. Επομένως, το ισοδύναμο σιδήρου είναι 1/2 mole, δηλαδή 1 mole σιδήρου περιέχει 2 ισοδύναμα.

Ο νόμος του Avogadro

Συνέπειες του νόμου

Το πρώτο συμπέρασμα του νόμου του Avogadro: ένα mole οποιουδήποτε αερίου υπό τις ίδιες συνθήκες καταλαμβάνει τον ίδιο όγκο.

Συγκεκριμένα, υπό κανονικές συνθήκες, δηλαδή σε 0 ° C (273 K) και 101,3 kPa, ο όγκος 1 mole αερίου είναι 22,4 λίτρα. Ο όγκος αυτός ονομάζεται μοριακός όγκος αερίου V m . Μπορείτε να υπολογίσετε ξανά αυτήν την τιμή σε άλλες θερμοκρασίες και πιέσεις χρησιμοποιώντας την εξίσωση Mendeleev-Clapeyron:

.

Το δεύτερο συμπέρασμα του νόμου του Avogadro: η μοριακή μάζα του πρώτου αερίου είναι ίση με το γινόμενο της μοριακής μάζας του δεύτερου αερίου και τη σχετική πυκνότητα του πρώτου αερίου σύμφωνα με το δεύτερο.

Αυτή η θέση είχε μεγάλη σημασία για την ανάπτυξη της χημείας, καθώς καθιστά δυνατό τον προσδιορισμό του μερικού βάρους των σωμάτων που μπορούν να περάσουν σε αέρια ή αέρια κατάσταση. Αν μέσω Μδηλώνουμε το μερικό βάρος του σώματος, και μέσω ρεείναι το ειδικό του βάρος σε κατάσταση ατμού, μετά ο λόγος Μ / ρεπρέπει να είναι σταθερή για όλα τα σώματα. Η πείρα έχει δείξει ότι για όλα τα σώματα που μελετήθηκαν, που περνούν στον ατμό χωρίς αποσύνθεση, αυτή η σταθερά είναι ίση με 28,9, εάν, κατά τον προσδιορισμό του μερικού βάρους, προχωρήσουμε από το ειδικό βάρος του αέρα, λαμβανόμενο ως μονάδα, αλλά αυτή η σταθερά θα είναι ίσο με 2, αν πάρουμε ως μονάδα το ειδικό βάρος του υδρογόνου. Δηλώνοντας αυτή τη σταθερά, ή, το ίδιο, τον μερικό όγκο που είναι κοινός σε όλους τους ατμούς και τα αέρια που διέρχονται Με, έχουμε από τον τύπο από την άλλη m = dC. Δεδομένου ότι το ειδικό βάρος του ατμού προσδιορίζεται εύκολα, τότε, αντικαθιστώντας την τιμή ρεστον τύπο, εμφανίζεται επίσης το άγνωστο μερικό βάρος του δεδομένου σώματος.

Θερμοχημεία

Θερμική επίδραση μιας χημικής αντίδρασης

Από την Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια

Θερμική επίδραση μιας χημικής αντίδρασης ή αλλαγής ενθαλπίασύστημα λόγω της εμφάνισης μιας χημικής αντίδρασης - η ποσότητα θερμότητας που σχετίζεται με την αλλαγή της χημικής μεταβλητής που λαμβάνεται από το σύστημα στο οποίο έλαβε χώρα η χημική αντίδραση και τα προϊόντα της αντίδρασης έλαβαν τη θερμοκρασία των αντιδρώντων.

Προκειμένου το θερμικό αποτέλεσμα να είναι μια ποσότητα που εξαρτάται μόνο από τη φύση της συνεχιζόμενης χημικής αντίδρασης, πρέπει να πληρούνται οι ακόλουθες προϋποθέσεις:

Η αντίδραση πρέπει να προχωρήσει είτε σε σταθερό όγκο Q v (ισοχωρική διαδικασία), ή σε σταθερή πίεση QΠ( ισοβαρική διαδικασία).

Δεν γίνεται καμία εργασία στο σύστημα, εκτός από την εργασία επέκτασης που είναι δυνατή με P = const.

Εάν η αντίδραση πραγματοποιείται υπό τυπικές συνθήκες σε T \u003d 298,15 K \u003d 25 ° C και P \u003d 1 atm \u003d 101325 Pa, το θερμικό αποτέλεσμα ονομάζεται τυπική θερμική επίδραση της αντίδρασης ή τυπική ενθαλπία της αντίδρασης Δ H r O . Στη θερμοχημεία, η τυπική θερμική επίδραση μιας αντίδρασης υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τις τυπικές ενθαλπίες σχηματισμού.

Τυπική ενθαλπία σχηματισμού (τυπική θερμότητα σχηματισμού)

Η τυπική θερμότητα σχηματισμού νοείται ως η θερμική επίδραση της αντίδρασης σχηματισμού ενός γραμμομορίου ουσίας από απλές ουσίες, τα συστατικά του, τα οποία είναι σε σταθερό τυπικές καταστάσεις.

Για παράδειγμα, η τυπική ενθαλπία σχηματισμού είναι 1 mol μεθάνιοαπό άνθρακαςκαι υδρογόνοίση με τη θερμότητα της αντίδρασης:

C (tv) + 2H 2 (g) \u003d CH 4 (g) + 76 kJ / mol.

Η τυπική ενθαλπία σχηματισμού συμβολίζεται ως Δ Hγια . Εδώ ο δείκτης f σημαίνει σχηματισμός (εκπαίδευση) και ο διαγραμμένος κύκλος, που μοιάζει με τον δίσκο Plimsol - στο οποίο αναφέρεται η τιμή τυπική κατάστασηουσίες. Στη βιβλιογραφία, ένας άλλος προσδιορισμός για την τυπική ενθαλπία βρίσκεται συχνά - ΔH 298,15 0 , όπου το 0 δείχνει ότι η πίεση είναι ίση με μία ατμόσφαιρα (ή, κάπως ακριβέστερα, στις τυπικές συνθήκες ), και 298,15 είναι η θερμοκρασία. Μερικές φορές ο δείκτης 0 χρησιμοποιείται για ποσότητες που σχετίζονται με καθαρή ουσία, ορίζοντας ότι είναι δυνατός ο προσδιορισμός τυπικών θερμοδυναμικών μεγεθών με αυτό μόνο όταν πρόκειται για καθαρή ουσία που επιλέγεται ως τυπική κατάσταση . Το πρότυπο μπορεί επίσης να ληφθεί, για παράδειγμα, η κατάσταση της ύλης εξαιρετικά αραιόλύση. "Δίσκος Plimsol" σε αυτή την περίπτωση σημαίνει την πραγματική τυπική κατάσταση της ύλης, ανεξάρτητα από την επιλογή της.

Η ενθαλπία σχηματισμού απλών ουσιών υποτίθεται ότι είναι μηδέν και η μηδενική τιμή της ενθαλπίας σχηματισμού αναφέρεται στην κατάσταση συσσωμάτωσης, η οποία είναι σταθερή σε T = 298 K. Για παράδειγμα, για ιώδιοστην κρυσταλλική κατάσταση Δ H I2(tv) 0 = 0 kJ/mol, και για υγρό ιώδιο Δ H I2(l) 0 = 22 kJ/mol. Οι ενθαλπίες σχηματισμού απλών ουσιών υπό τυπικές συνθήκες είναι τα κύρια ενεργειακά τους χαρακτηριστικά.

Το θερμικό αποτέλεσμα οποιασδήποτε αντίδρασης βρίσκεται ως η διαφορά μεταξύ του αθροίσματος των θερμοτήτων σχηματισμού όλων των προϊόντων και του αθροίσματος των θερμοτήτων σχηματισμού όλων των αντιδρώντων σε αυτήν την αντίδραση (συνεπεία Ο νόμος του Hess):

Δ Hαντιδράσεις Ο = ΣΔ H f O (προϊόντα) - ΣΔ H f O (αντιδραστήρια)

Οι θερμοχημικές επιδράσεις μπορούν να συμπεριληφθούν στις χημικές αντιδράσεις. Οι χημικές εξισώσεις στις οποίες υποδεικνύεται η ποσότητα της θερμότητας που απελευθερώνεται ή απορροφάται ονομάζονται θερμοχημικές εξισώσεις. Οι αντιδράσεις που συνοδεύονται από την απελευθέρωση θερμότητας στο περιβάλλον έχουν αρνητική θερμική επίδραση και ονομάζονται εξώθερμος. Οι αντιδράσεις που συνοδεύονται από την απορρόφηση θερμότητας έχουν θετική θερμική επίδραση και ονομάζονται ενδόθερμος. Το θερμικό αποτέλεσμα αναφέρεται συνήθως σε ένα mole της αντιδράσας πρώτης ύλης, του οποίου ο στοιχειομετρικός συντελεστής είναι μέγιστος.

Εξάρτηση από τη θερμοκρασία θερμική επίδραση(ενθαλπίες) αντίδρασης

Για τον υπολογισμό της εξάρτησης από τη θερμοκρασία της ενθαλπίας της αντίδρασης, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε το μοριακό θερμοχωρητικότηταουσίες που εμπλέκονται στην αντίδραση. Η μεταβολή της ενθαλπίας της αντίδρασης με την αύξηση της θερμοκρασίας από T 1 σε T 2 υπολογίζεται σύμφωνα με τον νόμο Kirchhoff (υποτίθεται ότι σε αυτό το εύρος θερμοκρασίας οι μοριακές θερμικές ικανότητες δεν εξαρτώνται από τη θερμοκρασία και δεν υπάρχει μετασχηματισμοί φάσης):

Εάν συμβαίνουν μετασχηματισμοί φάσης σε ένα δεδομένο εύρος θερμοκρασίας, τότε στον υπολογισμό είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη οι θερμότητες των αντίστοιχων μετασχηματισμών, καθώς και η αλλαγή στην εξάρτηση από τη θερμοκρασία της θερμοχωρητικότητας των ουσιών που έχουν υποστεί τέτοιους μετασχηματισμούς:

όπου ΔC p (T 1 ,T f) είναι η μεταβολή της θερμοχωρητικότητας στο εύρος θερμοκρασίας από T 1 στη θερμοκρασία μετάβασης φάσης. ΔC p (T f ,T 2 ) είναι η μεταβολή της θερμοχωρητικότητας στο εύρος θερμοκρασίας από τη θερμοκρασία μετάβασης φάσης στην τελική θερμοκρασία και T f είναι η θερμοκρασία μετάβασης φάσης.

Τυπική ενθαλπία καύσης

Τυπική ενθαλπία καύσης - Δ H Gor o, η θερμική επίδραση της αντίδρασης της καύσης ενός mol μιας ουσίας σε οξυγόνο για το σχηματισμό οξειδίων στο τον υψηλότερο βαθμόοξείδωση. Η θερμότητα της καύσης των άκαυλων ουσιών θεωρείται ότι είναι μηδέν.

Τυπική ενθαλπία διάλυσης

Τυπική ενθαλπία διάλυσης - Δ Hδιάλυμα, η θερμική επίδραση της διαδικασίας διάλυσης 1 mol μιας ουσίας σε απείρως μεγάλη ποσότητα διαλύτη. Αποτελείται από τη θερμότητα της καταστροφής κρυσταλλικού πλέγματοςκαι ζεστασιά ενυδάτωση(ή ζέστη λύσεωςγια μη υδατικά διαλύματα), που απελευθερώνεται ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης των μορίων του διαλύτη με μόρια ή ιόντα της διαλυμένης ουσίας με το σχηματισμό ενώσεων μεταβλητής σύνθεσης - ένυδρες ενώσεις (διαλυτώματα). Η καταστροφή του κρυσταλλικού πλέγματος, κατά κανόνα, είναι μια ενδόθερμη διαδικασία - Δ H resh > 0, και η ενυδάτωση ιόντων είναι εξώθερμη, Δ HΎδρα< 0. В зависимости от соотношения значений ΔH resh και Δ HΗ υδρενθαλπία της διάλυσης μπορεί να έχει και θετική και αρνητικό νόημα. Άρα η διάλυση του κρυσταλλικού υδροξείδιο του καλίουσυνοδεύεται από απελευθέρωση θερμότητας

Δ Hδιάλυμα KOH o \u003d Δ H resh o + Δ HυδρΚ + ο + Δ H hydroOH −o = −59 kJ/mol

Κάτω από την ενθαλπία της ενυδάτωσης - Δ H hydr, αναφέρεται στη θερμότητα που απελευθερώνεται κατά τη μετάβαση 1 mol ιόντων από το κενό σε διάλυμα.

Τυπική ενθαλπία εξουδετέρωσης

Τυπική ενθαλπία εξουδετέρωσης - Δ Hουδέτερο ως προς την ενθαλπία της αντίδρασης αλληλεπίδρασης ισχυρών οξέων και βάσεων με το σχηματισμό 1 mol νερού υπό τυπικές συνθήκες:

HCl + NaOH = NaCl + H2O

H + + OH - \u003d H 2 O, ΔH ουδέτερο ° \u003d -55,9 kJ / mol

Τυπική ενθαλπία εξουδετέρωσης για συμπυκνωμένα διαλύματα ισχυρούς ηλεκτρολύτεςεξαρτάται από τη συγκέντρωση των ιόντων, λόγω της μεταβολής της τιμής των ιόντων ενυδάτωσης ΔΗ ° όταν αραιώνονται.

Ενθαλπία

Ενθαλπίαείναι μια ιδιότητα της ύλης που δείχνει την ποσότητα ενέργειας που μπορεί να μετατραπεί σε θερμότητα.

Ενθαλπίαείναι μια θερμοδυναμική ιδιότητα μιας ουσίας που δείχνει το επίπεδο ενέργειας που αποθηκεύεται στη μοριακή της δομή. Αυτό σημαίνει ότι ενώ η ύλη μπορεί να έχει ενέργεια με βάση τη θερμοκρασία και την πίεση, δεν μπορεί να μετατραπεί όλη σε θερμότητα. Μέρος της εσωτερικής ενέργειας παραμένει πάντα στην ουσία και διατηρεί τη μοριακή της δομή. Μέρος κινητική ενέργειαη ουσία δεν είναι διαθέσιμη όταν η θερμοκρασία της πλησιάζει τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Επομένως, ενθαλπία είναι η ποσότητα ενέργειας που είναι διαθέσιμη για μετατροπή σε θερμότητα σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία και πίεση. Μονάδες ενθαλπίας- Βρετανοί θερμική μονάδαή joule για ενέργεια και Btu/lbm ή J/kg για συγκεκριμένη ενέργεια.

Ποσότητα ενθαλπίας

Ποσότητα ενθαλπίαουσία με βάση τη δεδομένη θερμοκρασία της. Δεδομένης θερμοκρασίαςείναι η τιμή που επιλέγουν οι επιστήμονες και οι μηχανικοί ως βάση για τους υπολογισμούς. Αυτή είναι η θερμοκρασία στην οποία η ενθαλπία μιας ουσίας είναι μηδέν J. Με άλλα λόγια, η ουσία δεν έχει διαθέσιμη ενέργεια που μπορεί να μετατραπεί σε θερμότητα. Αυτή η θερμοκρασία σε διάφορες ουσίεςδιαφορετικός. Για παράδειγμα, αυτή η θερμοκρασία του νερού είναι το τριπλό σημείο (0°C), το άζωτο είναι -150°C και τα ψυκτικά με βάση το μεθάνιο και το αιθάνιο είναι -40°C.

Εάν η θερμοκρασία μιας ουσίας είναι πάνω από τη δεδομένη θερμοκρασία της ή αλλάξει κατάσταση σε αέρια σε μια δεδομένη θερμοκρασία, η ενθαλπία εκφράζεται ως θετικός αριθμός. Αντίθετα, σε μια θερμοκρασία κάτω από μια δεδομένη ενθαλπία μιας ουσίας εκφράζεται ως αρνητικός αριθμός. Η ενθαλπία χρησιμοποιείται σε υπολογισμούς για τον προσδιορισμό της διαφοράς στα ενεργειακά επίπεδα μεταξύ δύο καταστάσεων. Αυτό είναι απαραίτητο για τη ρύθμιση του εξοπλισμού και τον προσδιορισμό συντελεστήςχρησιμότητα της διαδικασίας.

Η ενθαλπία συχνά ορίζεται ως η συνολική ενέργεια της ύλης, αφού είναι ίσο με το άθροισμα της εσωτερικής του ενέργειας (u) σε δεδομένη κατάστασημαζί με την ικανότητά του να κάνει τη δουλειά (pv). Αλλά στην πραγματικότητα, η ενθαλπία δεν δείχνει γεμάτη ενέργειαουσίες σε δεδομένη θερμοκρασία πάνω από το απόλυτο μηδέν (-273°C). Επομένως, αντί να ορίσουμε την ενθαλπία ως τη συνολική θερμότητα μιας ουσίας, είναι πιο ακριβές να την ορίσουμε ως τη συνολική ποσότητα διαθέσιμης ενέργειας μιας ουσίας που μπορεί να μετατραπεί σε θερμότητα. H=U+pV

Εσωτερική ενέργεια

Η εσωτερική ενέργεια ενός σώματος (που συμβολίζεται ως E ή U) είναι το άθροισμα των ενεργειών των μοριακών αλληλεπιδράσεων και των θερμικών κινήσεων ενός μορίου. Η εσωτερική ενέργεια είναι μια συνάρτηση μιας τιμής της κατάστασης του συστήματος. Αυτό σημαίνει ότι όποτε το σύστημα βρίσκεται σε μια δεδομένη κατάσταση, είναι εσωτερική ενέργειαπαίρνει την αξία που είναι εγγενής σε αυτή την κατάσταση, ανεξάρτητα από την ιστορία του συστήματος. Κατά συνέπεια, η αλλαγή της εσωτερικής ενέργειας κατά τη μετάβαση από τη μια κατάσταση στην άλλη θα είναι πάντα ίση με τη διαφορά μεταξύ των τιμών της στην τελική και αρχική κατάσταση, ανεξάρτητα από τη διαδρομή κατά την οποία έγινε η μετάβαση.

Η εσωτερική ενέργεια ενός σώματος δεν μπορεί να μετρηθεί άμεσα. Μόνο η αλλαγή στην εσωτερική ενέργεια μπορεί να προσδιοριστεί:

Προσκολλημένο στο σώμα θερμότητα, μετρημένο σε τζάουλ

- Δουλειά, που εκτελείται από το σώμα έναντι εξωτερικών δυνάμεων, μετρημένη σε joules

Αυτός ο τύπος είναι μια μαθηματική έκφραση πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής

Για οιονεί στατικές διεργασίεςισχύει η εξής σχέση:

-θερμοκρασία, μετρημένο σε kelvins

-εντροπία, μετρημένο σε joules/kelvin

-πίεση, μετρημένο σε Πασκάλ

-χημικό δυναμικό

Αριθμός σωματιδίων στο σύστημα

Ιδανικά αέρια

Σύμφωνα με το νόμο του Joule, που προκύπτει εμπειρικά, η εσωτερική ενέργεια ιδανικό αέριοανεξάρτητα από πίεση ή όγκο. Με βάση αυτό το γεγονός, μπορεί κανείς να λάβει μια έκφραση για την αλλαγή στην εσωτερική ενέργεια ενός ιδανικού αερίου. Α-πριό μοριακή θερμοχωρητικότητασε σταθερό όγκο . Εφόσον η εσωτερική ενέργεια ενός ιδανικού αερίου είναι συνάρτηση μόνο της θερμοκρασίας, τότε

.

Ο ίδιος τύπος ισχύει επίσης για τον υπολογισμό της μεταβολής της εσωτερικής ενέργειας οποιουδήποτε σώματος, αλλά μόνο σε διαδικασίες με σταθερό όγκο ( ισοχωρικές διεργασίες); σε γενική περίπτωση ντο V (Τ,V) είναι συνάρτηση τόσο της θερμοκρασίας όσο και του όγκου.

Αν αγνοήσουμε τη μεταβολή της γραμμομοριακής θερμοχωρητικότητας με αλλαγή της θερμοκρασίας, παίρνουμε:

Δ U = ν ντο V Δ Τ,

όπου ν είναι η ποσότητα της ουσίας, Δ Τ- αλλαγή θερμοκρασίας.

ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΜΙΑΣ ΟΥΣΙΑΣ, ΣΩΜΑΤΟΣ, ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ

(ελληνικά: ένέργια - δραστηριότητα, ενέργεια). Η εσωτερική ενέργεια είναι μέρος συνολική ενέργεια του σώματος (συστήματα τηλ): μι = μι κ + μι Π + U, που μι κ - κινητική ενέργειαμακροσκοπικό κινήσειςσυστήματα, μι Π - δυναμική ενέργεια, λόγω της παρουσίας εξωτερικής δύναμης χωράφια(βαρυτική, ηλεκτρική, κ.λπ.), U- εσωτερική ενέργεια. Εσωτερική ενέργεια ουσίες, σώματα, συστήματα σωμάτων - λειτουργία πολιτείες, ορίζεται ως το συνολικό ενεργειακό απόθεμα της εσωτερικής κατάστασης μιας ουσίας, σώματος, συστήματος, που μεταβάλλεται (απελευθερώνεται) σε επεξεργάζομαι, διαδικασία χημική ουσία αντιδράσεις, μεταφορά θερμότητας και απόδοση εργασία. Συστατικά εσωτερικής ενέργειας: (α) κινητική ενέργεια της θερμικής πιθανολογικόςκίνηση των σωματιδίων (άτομα, μόρια, ιόντωνκ.λπ.), που συνιστά μια ουσία (σώμα, σύστημα). (β) δυναμική ενέργεια των σωματιδίων λόγω της διαμοριακής τους ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ; (γ) ενέργεια ηλεκτρονίων σε κελύφη ηλεκτρονίων, άτομα και ιόντα· (δ) ενδοπυρηνική ενέργεια. Η εσωτερική ενέργεια δεν σχετίζεται με τη διαδικασία αλλαγής της κατάστασης του συστήματος. Με οποιεσδήποτε αλλαγές στο σύστημα, η εσωτερική ενέργεια του συστήματος, μαζί με το περιβάλλον του, παραμένει σταθερή. Δηλαδή, η εσωτερική ενέργεια ούτε χάνεται ούτε κερδίζεται. Ταυτόχρονα, η ενέργεια μπορεί να μετακινηθεί από το ένα μέρος του συστήματος στο άλλο ή να μετατραπεί από ένα φόρμεςσε άλλο. Αυτή είναι μια από τις εκφράσεις νόμοςδιατήρηση της ενέργειας - ο πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής. Μέρος της εσωτερικής ενέργειας μπορεί να μετατραπεί σε εργασία. Αυτό το μέρος της εσωτερικής ενέργειας ονομάζεται δωρεάν ενέργεια - σολ. (ΣΤΟ χημικές ενώσειςτο λένε χημικό δυνητικός). Η υπόλοιπη εσωτερική ενέργεια, η οποία δεν μπορεί να μετατραπεί σε έργο, ονομάζεται δεσμευμένη ενέργεια - W σι .

Εντροπία

Εντροπία (από Ελληνικάἐντροπία - turn, transformation) into φυσικές επιστήμες- μέτρο διαταραχής συστήματα, που αποτελείται από πολλά στοιχεία. Ειδικότερα, σε στατιστική φυσική - μετρούν πιθανότητεςπραγματοποίηση οποιασδήποτε μακροσκοπικής κατάστασης. σε θεωρία πληροφοριών- ένα μέτρο της αβεβαιότητας οποιασδήποτε εμπειρίας (τεστ), η οποία μπορεί να έχει διαφορετικά αποτελέσματα, και ως εκ τούτου ο αριθμός πληροφορίες; σε ιστορική επιστήμη, Για επεξηγήσεις φαινόμενοεναλλακτικό ιστορικό (αμετάβλητο και μεταβλητότηταιστορική διαδικασία).