Zakon održanja mase tvari koje reagiraju. Zakon održanja mase tvari

Godine 1748. MV Lomonosov (Rusija) i 1789. A. Lavoisier (Francuska) neovisno su otkrili zakon održanja mase tvari u kemijskim reakcijama. Ovaj zakon je formuliran na sljedeći način:

Masa svih tvari koje ulaze u kemijsku reakciju jednaka je masi svih produkata reakcije.

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

Prema zakonu održanja mase:

m(CH 4) + m(O 2) = m(CO 2) + m(H 2 O),

gdje m(CH 4) i m(O 2) - mase metana i kisika koje su reagirale; m(CO 2) i m(H 2 O) - mase ugljični dioksid i voda nastala kao rezultat reakcije.

Očuvanje mase tvari u kemijskim reakcijama objašnjava se činjenicom da se broj atoma svakog elementa ne mijenja prije i poslije reakcije. Tijekom kemijske reakcije dolazi samo do preuređivanja atoma. U reakciji, na primjer, u početnim materijalima - CH 4 i O 2 - atom ugljika se kombinira s atomima vodika, a atomi kisika međusobno; u molekulama produkta reakcije - CO 2 i H 2 O - i atom ugljika i atomi vodika spojeni su s atomima kisika. Lako je izračunati da bi za očuvanje broja atoma svakog elementa u ovu reakciju trebala ući 1 molekula CH 4 i 2 molekule O 2, a kao rezultat reakcije 1 molekula CO 2 i 2 trebale bi nastati molekule H2O:

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

Ovaj izraz je jednadžba kemijska reakcija, ili kemijska jednadžba.

Zovu se brojevi ispred formula tvari u jednadžbi reakcije koeficijenti. U jednadžbi su koeficijenti ispred formula O 2 i H 2 O jednaki 2; koeficijenti ispred formula CH 4 i CO 2 jednaki su 1 (obično se ne zapisuju).

kemijska jednadžba- ovo je izraz kemijske reakcije u kojoj se ispisuju formule polaznih tvari (reagensa) i produkta reakcije, kao i koeficijenti koji pokazuju broj molekula svake tvari.

Ako je shema reakcije poznata, tada za sastavljanje kemijske jednadžbe morate pronaći koeficijente.

Sastavimo, na primjer, jednadžbu reakcije, koja je izražena sljedećom shemom:

Al + HCl \u003d AlCl 3 + H 2

U lijevom dijelu dijagrama, atomi i su dio molekule HCl u omjeru 1:1; desna strana dijagrama sadrži 3 atoma klora u sastavu molekule AlC1 3 i 2 atoma vodika u sastavu molekule H 2 . Najmanji zajednički višekratnik 3 i 2 je 6.

Koeficijent "6" upisujemo ispred formule HCl, koeficijent "2" - ispred formule AlC1 3 i koeficijent "3" - ispred formule H;

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

Budući da su sada 2 atoma na desnoj strani, pišemo koeficijent "2" ispred formule Al na lijevoj strani dijagrama:

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

Kao rezultat, dobili smo jednadžbu za ovu reakciju. Koeficijenti u kemijskoj jednadžbi pokazuju ne samo broj molekula, već i broj molova polaznih materijala i produkta reakcije. Na primjer, ova jednadžba pokazuje da u reakciju ulaze 2 mola aluminija Al i 6 mola, a kao rezultat reakcije nastaju 2 mola aluminij klorida AlC1 3 i 3 mola vodika H 2).

Ciljevi lekcije:

1. Empirijski dokazati i formulirati zakon održanja mase tvari.
2. Navedite pojam kemijske jednadžbe kao uvjetnog zapisa kemijske reakcije pomoću kemijske formule.

Vrsta lekcije: kombinirano

Oprema: vaga, čaše, žbuka i tučak, porculanska čaša, špiritus lampa, šibice, magnet.

reagensi: parafin, otopine CuSO 4 , NaOH, HCl, fenolftalein, željezo i sumpor u prahu.

Tijekom nastave.

ja organizacijska faza.

II. Postavljanje ciljeva.Poruka o temi i svrsi lekcije.

III. Provjera domaće zadaće.

Pitanja za pregled:

1. Po čemu se fizikalni fenomeni razlikuju od kemijskih?

2. Koje su aplikacije fizičke pojave znaš?

3. Koji su znakovi da je došlo do kemijske reakcije?

4. Što su egzotermne i endotermne reakcije? Koji su uvjeti potrebni da bi se oni pojavili?

5. Učenici prijavljuju rezultate svog kućnog eksperimenta (br. 1,2 nakon §26)

Vježbajte. Pronađite podudaranje

1 opcija - kemijske pojave, opcija 2 - fizički:

1. topljenje parafina
2. Trajni biljni ostaci
3. Kovanje metala
4. Gorući alkohol
5. Kiseli voćni sok
6. Otapanje šećera u vodi
7. crnjenje bakrene žice kada se kalcinira
8. smrznuta voda
9. Kiselo mlijeko
10. stvaranje mraza

IV. Uvod u znanje.

1. Zakon održanja mase tvari.

Problemsko pitanje:hoće li se masa reaktanata promijeniti u odnosu na masu produkta reakcije.

Demonstracijski eksperimenti:

Učitelj stavlja dvije šalice na vagu:

a) jedan sa svježe istaloženim Cu(OH) 2 drugi s otopinom HCl; vaga ih, ulijeva otopine u jednu čašu, drugu stavlja jednu uz drugu, a dečki primjećuju da ravnoteža utega nije poremećena, iako je reakcija prošla, o čemu svjedoči otapanje taloga;

b) slično se provodi i reakcija neutralizacije - lužini obojenoj fenolftaleinom dodaje se višak kiseline iz drugog stakla.

Video eksperiment:grijaći bakar.

Opis eksperimenta:Stavite 2 grama zdrobljenog bakra u stožastu tikvicu. Tikvicu dobro zatvorite čepom i izvažite. Zapamtite masu tikvice. Lagano zagrijavajte tikvicu 5 minuta i promatrajte promjene koje se događaju. Prestanite grijati, a kad se tikvica ohladi, izvažite je. Usporedite masu tikvice prije zagrijavanja s masom tikvice nakon zagrijavanja.

Zaključak: Masa tikvice nakon zagrijavanja nije se promijenila.

Izbor riječi zakon održanja mase:masa tvari koje su ušle u reakciju jednaka je masi nastalih tvari(učenici zapisuju tekst u bilježnicu).

Zakon održanja mase teoretski je otkrio 1748. i eksperimentalno potvrdio 1756. ruski znanstvenik M.V. Lomonosov.

Francuski znanstvenik Antoine Lavoisier 1789. godine konačno je uvjerio znanstveni svijet u univerzalnost ovog zakona. I Lomonosov i Lavoisier koristili su vrlo precizne vage u svojim eksperimentima. Zagrijavali su metale (olovo, kositar i živu) u zatvorenim posudama i vagali početne materijale i produkte reakcije.

2. Kemijske jednadžbe.

Demo eksperiment:Zagrijavanje mješavine željeza i sumpora.

Opis eksperimenta:U mužaru pripremite smjesu od 3,5 grama Fe i 2 grama S. Ovu smjesu prebacite u porculansku šalicu i jako zagrijte na plamenu plamenika, promatrajući promjene koje se događaju. Donesite magnet do formirane tvari.

Dobivena tvar - željezov (II) sulfid - razlikuje se od izvorne smjese. U njemu se vizualno ne mogu otkriti ni željezo ni sumpor. Nemoguće ih je odvojiti magnetom. Dogodila se kemijska transformacija.

Tvari koje sudjeluju u kemijskim reakcijama nazivaju se reagensi.

Nove tvari nastale kao rezultat kemijske reakcije nazivaju se proizvodi.

Zapišimo reakciju u obliku dijagrama:

željezo + sumpor → željezo(II) sulfid

kemijska jednadžba- Ovo je uvjetni zapis kemijske reakcije putem kemijskih formula.

Reakciju koja je u tijeku zapisujemo u obliku kemijske jednadžbe:

Fe + S → FeS

Pravila za sastavljanje kemijskih jednadžbi

(prezentacija na ekranu).

1. Na lijevoj strani jednadžbe zapišite formule tvari koje ulaze u reakciju (reagensi). Zatim stavite strelicu.

a) N 2 + H 2 →

B) Al(OH) 3 →

C) Mg + HCl →

D) CaO + HNO 3 →

2. Na desnoj strani (iza strelice) upišite formule tvari koje nastaju kao rezultat reakcije (proizvoda). Sve formule su sastavljene u skladu sa stupnjem oksidacije.

a) N 2 + H 2 → NH 3

B) Al (OH) 3 → Al 2 O 3 + H 2 O

C) Mg + HCl → MgCl 2 + H 2

D) CaO + HNO 3 → Ca(NO 3) 2 + H 2 O

3. Jednadžba reakcije sastavlja se na temelju zakona održanja mase tvari, odnosno lijevo i desno moraju imati isti broj atoma. To se postiže stavljanjem koeficijenata ispred formula tvari.

Algoritam za postavljanje koeficijenata u jednadžbi kemijske reakcije.

2. Odredite koji element ima promjenjiv broj atoma, pronađite N.O.K.

3. Split N.O.K. na indeksima – dobiti koeficijente. Stavite koeficijente ispred formula.

5. Bolje je početi s O atomima ili bilo kojim drugim nemetalom (osim ako O nije u sastavu nekoliko tvari).

A) N 2 + 3H 2 → 2NH 3 b) 2Al (OH) 3 → Al 2 O 3 + 3H 2 O

C) Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2 d) CaO + 2HNO 3 → Ca(NO 3) 2 + H 2 O

v. Domaća zadaća.§ 27 (do vrsta reakcija); br. 1 nakon §27

VI. Sažetak lekcije. Učenici formuliraju zaključke o satu.

U lekciji 11 "" iz tečaja " Kemija za lutke» saznat ćemo tko je i kada otkrio zakon održanja mase tvari; upoznat ćemo se s kemijskim jednadžbama i naučiti kako u njih pravilno smjestiti koeficijente.

Do sada, kada se razmatra kemijske reakcije obratili smo pažnju na njih kvaliteta strane, tj. o tome kako i pod kojim uvjetima se polazni materijali pretvaraju u produkte reakcije. Ali u kemijskim pojavama postoji i druga strana - kvantitativno.

Mijenja li se masa tvari koje ulaze u kemijsku reakciju? U potrazi za odgovorom na ovo pitanje engleski znanstvenik R. Boyle je još u 17. stoljeću. proveo mnoge pokuse kalciniranja olova u zatvorenim posudama. Nakon završetka pokusa, otvorio je posude i izvagao produkte reakcije. Kao rezultat toga, Boyle je došao do zaključka da je masa tvari nakon reakcije veća od mase izvornog metala. To je objasnio pričvršćivanjem neke "vatrene materije" na metal.

Pokuse R. Boylea na kalcinaciji metala ponovio je ruski znanstvenik M.V.Lomonosov 1748. Proveo je kalcinaciju željeza u posebnoj tikvici (retorti) (slika 56), koja je bila hermetički zatvorena. Za razliku od Boylea, nakon reakcije, ostavio je retortu zapečaćenu. Vaganje retorte nakon reakcije pokazalo je da se njegova masa nije promijenila. To je pokazalo da je, iako je došlo do kemijske reakcije između metala i tvari sadržane u zraku, zbroj masa početnih tvari jednak masi produkta reakcije.

M. V. Lomonosov je zaključio: “ Sve promjene koje se događaju u prirodi suština su takvog stanja da koliko od onoga što se jednom tijelu oduzme, toliko će se dodati drugome, pa ako se malo stvari negdje smanji, na drugom mjestu će se umnožiti.».

Godine 1789. francuski kemičar A. Lavoisier dokazao je da je kalcinacija metala proces njihove interakcije s jednim od sastavni dijelovi zrak - kisik. Na temelju djela M. V. Lomonosova i A. Lavoisiera, zakon održanja mase tvari u kemijskim reakcijama.

Masa tvari koje su ušle u kemijsku reakciju jednaka je masi tvari koje su nastale kao rezultat reakcije.

U kemijskim reakcijama atomi ne nestaju bez traga i ne nastaju ni iz čega. Njihov broj ostaje nepromijenjen. A budući da imaju konstantna masa , tada masa tvari koje nastaju od njih također ostaje konstantna.

Zakon održanja mase tvari može se provjeriti eksperimentalno. Da biste to učinili, koristite uređaj prikazan na slici 57, a, b. Njegov glavni dio je epruveta s dvije noge. U jedno koljeno ulijemo vapnenu vodu, u drugu - otopinu bakrenog sulfata. Napravu balansiramo na vagi, a zatim pomiješamo obje otopine u jednom koljenu. Pritom ćemo vidjeti da se taloži plavi talog nove tvari. Stvaranje taloga potvrđuje da je došlo do kemijske reakcije. Masa uređaja ostaje ista. To znači da se kao rezultat kemijske reakcije masa tvari ne mijenja.

Zakon je važan za ispravno razumijevanje svega što se događa u prirodi: ništa ne može nestati bez traga i nastati iz ničega.

Kemijske reakcije mogu se prikazati pomoću jezika kemijskih formula. Kemijski elementi predstavljaju kemijski simboli, sastav tvari piše se kemijskim formulama, kemijske reakcije izražavaju pomoću kemijske jednadžbe, tj. kao što su riječi sastavljene od slova, rečenice su sastavljene od riječi.

jednadžba kemijske reakcije (kemijska jednadžba)- ovo je uvjetni zapis reakcije pomoću kemijskih formulai znakove "+" i "=".

Prilikom sastavljanja mora se poštivati ​​i zakon održanja mase tvari u kemijskim reakcijama jednadžbe kemijskih reakcija. Kao u matematičke jednadžbe, u jednadžbama kemijskih reakcija postoji lijeva strana (gdje su upisane formule polaznih tvari) i desna strana (gdje su upisane formule produkta reakcije). Na primjer (slika 58):

Prilikom pisanja jednadžbi kemijskih reakcija, znak "+" (plus) povezuje formule tvari u lijevoj i pravim dijelovima jednadžbe. Budući da je masa tvari prije reakcije jednaka masi nastalih tvari, koristi se znak "=" (jednako) koji povezuje lijevu i desnu stranu jednadžbe. Za izjednačavanje broja atoma u lijevom i desnom dijelu jednadžbe koriste se brojevi ispred formula tvari. Ovi brojevi se zovu koeficijenti kemijskih jednadžbi i pokazuju broj molekula ili jedinica formule. Budući da se 1 mol bilo koje tvari sastoji od isti broj strukturne jedinice(6,02 * 10 23), tada koeficijenti također pokazuju kemijske količine svake od tvari:

Prilikom pisanja kemijskih jednadžbi također se koriste posebni znakovi, na primjer, znak "↓", koji označava da tvar stvara talog.

Za korištenje pregleda prezentacija stvorite Google račun (račun) i prijavite se: https://accounts.google.com

Naslovi slajdova:

Pregled:

Tema lekcije: " Kemijske jednadžbe. Zakon održanja mase tvari"

Vrsta lekcije: Otkrivanje novih znanja

Glavni ciljevi lekcije:

1) Upoznati učenike sa znakovima i uvjetima kemijskih reakcija

2) Empirijski dokazati i formulirati zakon održanja mase tvari

3) Dajte pojam kemijske jednadžbe kao uvjetnog zapisa kemijske reakcije koristeći kemijske formule

4) Počnite razvijati vještine pisanja kemijskih jednadžbi

Demonstracijski materijal i oprema:vage, čaše, reagensi (CuSO 4, NaOH, HCl, CaCO3 , fenolftalein, Ba Cl 2, H2SO4 ), računalo, projektor, platno, prezentacija)

Tijekom nastave

1. Samoopredjeljenje da aktivnosti učenja:

Cilj:

Stvaranje motivacije za aktivnosti učenja ažuriranjem unutarnjih motiva (mogu i želim)

S učenicima odredite sadržaj sata

Organizacija obrazovni proces u fazi 1

1. Kao što već znamo, kemija je znanost o tvarima. Što već znamo o tvarima? Je li ovo znanje dovoljno da odgovorimo na sva pitanja koja nas zanimaju? Možemo li odgovoriti na pitanje kako nastaju transformacije tvari? Koji su zakoni kemijskih reakcija? Što mislite o današnjoj lekciji?
2. Pravo! Danas ćemo ići s vama na predivan svijet kemijske transformacije! A znanje stečeno ranije na satovima kemije pomoći će nam u tome.

2. Ažuriranje znanja i rješavanje individualne poteškoće u probnoj radnji:

Cilj:

Pregledajte materijal obrađen u prethodnoj lekciji

Organizirati samostalno izvršenje probno djelovanje i otklanjanje nastalih poteškoća

Organizacija obrazovnog procesa u fazi 2

1. Ranije smo naučili da se sve pojave u prirodi mogu podijeliti u dvije skupine. Koje su to grupe? Prisjetimo se s vama po čemu se neke pojave razlikuju od drugih i navedite primjere (slajd)

Jedan učenik za tablom ispunjava zadatak. Igra "Tic-tac-toe". Trebate naznačiti pobjednički put koji se sastoji samo od kemijskih pojava (slajd).

Koja je druga riječ za kemijske fenomene? (kemijske reakcije)

Znamo li svi za kemijske reakcije? (Ne)

1. Danas ćemo na satu nastaviti proučavati kemijske reakcije. Predlažem da započnemo naše putovanje u svijet kemijskih transformacija.
2. Kao što ste potpuno ispravno istaknuli, obilježje tijek kemijske reakcije je stvaranje nove tvari -produkt reakcije- posjedovanje drugih posjeda koje nisu posjedovalipočetni materijali.
3. Što je uvijek popraćeno stvaranjem nove tvari? (znakovi kemijske reakcije)
4. Sada će nam opet trebati ranije stečeno znanje. Prisjetimo se koje znakove kemijskih reakcija već poznajemo i pokušajmo ih demonstrirati.

Zajedno s učenicima učiteljica pokazuje pokuse u epruvetama. Učenici imenuju uočene znakove koji se istodobno pojavljuju na slajdu.

Oborine (CuSO 4 i NaOH)

Otapanje taloga (Cu(OH) 2 i HCl)

Promjena boje (NaOH i fenolftalein)

Oslobađanje plina (CaCO 3 i H 2 SO 4 )

Emisija topline, svjetlosti (reakcija izgaranja)

1. Kakav zaključak možemo izvući iz onoga što vidimo? (Tijek kemijske reakcije može se suditi po pojavi vanjskih znakova).
2. Predlažem da na komadu papira razmislite o jednoj od sljedećih kemijskih reakcija. Opišite što se događa u epruveti koristeći kemijske formule i matematičke simbole.
3. Pogledajmo vaše unose, razmotrite primljene opcije. Zašto postoje različite opcije?

3. Utvrđivanje mjesta i uzroka poteškoće i postavljanje cilja aktivnosti

Cilj:

1. povezati probnu radnju s postojećim znanjima, vještinama i sposobnostima učenika
2. dogovoriti temu i pojedinačne ciljeve sata

Organizacija obrazovnog procesa u fazi 3

1. 1) Pogledajmo zašto nisu svi uspjeli snimiti kemijsku reakciju? Po čemu se ovaj zadatak razlikovao od prethodnih?
2. 2) Dakle, koji su ciljevi današnje lekcije?
3. Znate li naziv zapisa koji odražava bit kemijske reakcije?
4. Kako formulirati temu današnjeg sata?

4. Izrada projekta za izlazak iz poteškoća

Cilj:

1. stvoriti uvjete da se učenici svjesno opredijele za novi način stjecanja znanja kroz eksperiment

Organizacija obrazovnog procesa u fazi 4

1. Dakle, kemijsku reakciju možemo opisati kemijskim formulama i znakovima ako znamo mehanizam transformacije jedne tvari u drugu. Za rješavanje ovog problema predlažem znanstveno otkriće! A za to ćemo otići u daleko 18. stoljeće, u laboratorij velikog ruskog znanstvenika M.V. Lomonosov (slajd), koji je, kao i vi i ja, bio zbunjen istim pitanjem: „Kako se neke tvari pretvaraju u druge i što se događa s masom tvari? Hoće li masa polaznih tvari biti jednaka masi proizvoda reakcije?
2. Reci mi, kako smo ranije stekli nova znanja? (Koristili smo udžbenik, tablice, prezentacije itd.)
3. Je li moguće provesti eksperiment za stjecanje novih znanja? (Da)

5. Realizacija izvedenog projekta

Cilj:

Provedite eksperiment kako biste otkrili novo znanje

Sažmi zapažanja i izvedi preliminarne zaključke

Organizacija obrazovnog procesa u fazi 5

1. Predlažem provesti eksperiment: (učitelj poziva učenika za laboratorijski stol)
2. Na platformu za vaganje stavljamo dvije šalice - jednu s otopinom BaCl 2 , drugi s otopinom H 2 SO 4 . Označite položaj strelice skale markerom. Otopine spojimo u jednu čašu, a praznu stavimo do nje.
3. Je li se reakcija odvijala kada su dvije otopine spojene? (Da)
4. Što svjedoči o tome? (formiranje bijelog taloga)
5. Jesu li se očitanja pokazivača instrumenta u isto vrijeme promijenila? (Ne)
6. Kakav zaključak možemo izvući? Razlikuje li se masa nastalih produkta reakcije od mase polaznih materijala? (Ne)
7. Do tog je zaključka došao i Lomonosov, koji je od 1748. do 1756. napravio sjajan posao i eksperimentalno dokazao da masa tvari prije i nakon reakcije ostaje nepromijenjena. Njegovi su se eksperimenti temeljili na reakciji interakcije metala s kisikom iz zraka tijekom kalcinacije. Sada ćemo pogledati video koji ilustrira takav eksperiment. (slajd video)

Ljudi, kakav zaključak sada možemo izvući? (Masa tvari prije reakcije jednaka je masi tvari nakon reakcije)

Ova tvrdnja je zakon održanja mase tvari. (Formulacija na slajdu). Sada možemo razjasniti kako će u potpunosti zvučati tema naše današnje lekcije? (Kemijske jednadžbe. Zakon održanja mase tvari)

Okrenimo se udžbeniku (str. 139) i pročitajmo formulaciju zakona održanja mase tvari.

Što se događa s tvarima tijekom kemijske reakcije? Nastaju li novi atomi kemijski elementi? (Ne, ne nastaju. Dolazi samo do njihovog preuređivanja!)

A ako broj atoma prije i poslije reakcije ostane nepromijenjen, onda njihov Totalna tezina također je nepromijenjena. Valjanost ovog zaključka provjerit ćemo gledanjem videa (slajd animacija)

Sada, poznavajući zakon održanja mase tvari, možemo odraziti bit kemijskih reakcija pomoću kemijskih formula spojeva.

Dečki, kako je uobičajeno zvati uvjetni zapis kemijske reakcije pomoću kemijskih formula i matematičkih znakova? (Kemijska jednadžba) (slajd)

Pokušajmo opisati pokus sa kalciniranjem bakra koji je prikazan u videu. (učenik na ploči zapisuje jednadžbu reakcije).

Na lijevoj strani jednadžbe zapisujemo početne tvari (formule tvari koje su reagirale). Koje tvari međusobno djeluju? (bakar i kisik). Kao što se sjećamo, unija "I" u matematici zamjenjuje se znakom "plus" (početne tvari povezujemo znakom "plus").Na desnoj strani zapisujemo produkte reakcije. (Bakar II oksid). Između dijelova stavljamo strelicu:

Cu + O 2 \u003d CuO

Tako jednostavno i lijepo. ali ... bez poštovanja prema zakonu održanja mase tvari. Da li se promatra u ovaj slučaj? (Ne!) Jesu li mase tvari jednake prije i poslije reakcije? (Ne).

Koliko je atoma kisika na lijevoj strani? (2) , ali s desne strane? (jedan). Stoga, prije formule bakrenog oksida, moramo staviti 2! - izjednačiti kisik.

Ali .. Sada je jednakost za bakar narušena. Očito, također morate staviti 2 ispred formule bakra.

Jesmo li izjednačili broj atoma svakog elementa s lijeve i desne strane? (Da!)

Jeste li dobili ravnopravnost? (Da)

Kako se zove takav zapis? (po kemijskoj jednadžbi)

6. Primarna konsolidacija s izgovorom tijekom vanjski govor:

Cilj:

Stvoriti uvjete za fiksiranje proučavanog materijala u vanjskom govoru

- Vježbajmo pisanje jednadžbi kemijske reakcije i pokušajmo napraviti algoritam radnji. (učenik za pločom izrađuje jednadžbu za kemijsku reakciju)

1. Napišimo reakciju nastanka amonijaka iz molekule vodika i dušika.

1. Na lijevoj strani jednadžbe zapisujemo formule tvari koje su reagirale (reagensi). Zatim stavljamo strelicu:

H 2 + N 2 →

1. Na desnoj strani (iza strelice) zapisujemo formule tvari koje nastaju kao rezultat reakcije (proizvoda).

H 2 + N 2 → NH 3

1. Jednadžba reakcije temelji se na zakonu održanja mase.
2. Odredite koji element ima promjenjivi broj atoma? pronađite najmanji zajednički višekratnik (LCM), podijelite LCM indeksima - dobivamo koeficijente.
3. Ispred formula spojeva stavljamo koeficijente.
4. Ponovno izračunavamo broj atoma, ako je potrebno, ponovimo korake.

3H 2 + N 2 → 2NH 3

6. Samostalan rad sa samotestiranjem prema standardu:

Cilj:

Potaknuti učenike da sami izvršavaju zadatke novi put aktivnosti samoprovjere.

Organizirati dječju samoprocjenu ispravnosti zadatka (po potrebi ispravljanje mogućih pogrešaka)

Organizacija obrazovnog procesa u fazi 6

1. Jeste li spremni isprobati se? Zatim napravite vlastitu jednadžbu za kemijsku reakciju stvaranja vode, stavljajući u jednadžbu koeficijente koji nedostaju

(animacija slajdova) - primjer nastanka vode.

(na ekranu se prikazuju početne tvari - molekula vodika i molekula kisika, zatim se pojavljuje produkt reakcije - molekula vode)

Provjerite (koeficijenti koji nedostaju pojavljuju se na ekranu u jednadžbi reakcije)

Tko ima problema? Što ostaje nejasno?

7. Odraz odgojno-obrazovne aktivnosti na satu

Cilj:

Ispraviti u govoru nove pojmove (kemijska reakcija, kemijska jednadžba) i formulaciju zakona održanja mase

Popravite neriješene poteškoće u lekciji kao smjer za buduće aktivnosti učenja

Procijenite vlastitu aktivnost u lekciji

Koordinirajte domaću zadaću

Organizacija obrazovnog procesa u fazi 7

O čemu je bila današnja lekcija? Koja je bila tema lekcije? Koje smo ciljeve postavili i jesmo li ih ostvarili?

Gdje možemo primijeniti ono što smo danas naučili?

Koje su se poteškoće pojavile? Jeste li ih uspjeli prevladati, što je ostalo nejasno?

Čiji biste rad na satu istaknuli? Kako ocjenjujete svoj rad?

Domaća zadaća:

str. 27, pr. 1, 2. Vježbe na karticama (na sljedećem satu učenici rade samoprovjeru prema standardnom slajdu na ekranu).

Zakon održanja mase.

Masa tvari koje ulaze u kemijsku reakciju jednaka je masi tvari koje nastaju kao rezultat reakcije.

Zakon održanja mase poseban je slučaj općeg zakona prirode – zakona održanja tvari i energije. Na temelju ovog zakona, kemijske reakcije mogu se prikazati pomoću kemijskih jednadžbi, korištenjem kemijskih formula tvari i stehiometrijskih koeficijenata koji odražavaju relativne količine (broj molova) tvari uključenih u reakciju.

Na primjer, reakcija izgaranja metana zapisuje se na sljedeći način:

Zakon održanja mase tvari

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

Masa svih tvari koje sudjeluju u kemijskoj reakciji jednaka je masi svih produkta reakcije.

Atomsko-molekularna teorija objašnjava ovaj zakon na sljedeći način: kao rezultat kemijskih reakcija, atomi ne nestaju i ne nastaju, već se preuređuju (tj. kemijska transformacija je proces prekida nekih veza između atoma i stvaranja drugi, uslijed kojih se iz molekula izvornih tvari dobivaju molekule produkta reakcije). Budući da broj atoma prije i nakon reakcije ostaje nepromijenjen, njihova se ukupna masa također ne bi trebala mijenjati. Masa se shvaćala kao veličina koja karakterizira količinu materije.

Početkom 20. stoljeća revidirana je formulacija zakona održanja mase u vezi s pojavom teorije relativnosti (A. Einstein, 1905.), prema kojoj masa tijela ovisi o njegovoj brzini i , dakle, karakterizira ne samo količinu materije, već i njezino kretanje. Energija E koju primi tijelo povezana je s povećanjem njegove mase m relacijom E = m c 2 , gdje je c brzina svjetlosti. Ovaj se omjer ne koristi u kemijskim reakcijama, jer 1 kJ energije odgovara promjeni mase od ~10 -11 g i m se teško može izmjeriti. NA nuklearne reakcije, gdje je E ~10 6 puta veći nego u kemijskim reakcijama, treba uzeti u obzir m.

Na temelju zakona održanja mase moguće je sastaviti jednadžbe za kemijske reakcije i koristiti ih za proračune. To je osnova kvantitativne kemijske analize.

Zakon postojanosti sastava

Zakon o postojanosti sastava ( J.L. Proust, 1801 -1808.) - svaki specifični kemijski čisti spoj, bez obzira na način njegove pripreme, sastoji se od istog kemijski elementi, a omjeri njihovih masa su konstantni, i relativne brojke ih atoma izražene cijelim brojevima. Ovo je jedan od temeljnih zakona kemija.

Zakon postojanosti sastava ne vrijedi za bertolidi(spojevi promjenjivog sastava). Međutim, konvencionalno, radi jednostavnosti, sastav mnogih bertolida bilježi se kao konstantan. Na primjer, sastav željezov(II) oksid zapisuje se kao FeO (umjesto preciznije formule Fe 1-x O).

Zakon višestrukih omjera

Zakon višestrukih omjera je jedan od stehiometrijski zakonima kemija: ako dva tvari (jednostavan ili kompleks) tvore više od jednog spoja međusobno, tada su mase jedne tvari po istoj masi druge tvari povezane kao cijeli brojevi, obično mali.

Primjeri

1) Izražava se sastav dušikovih oksida (u postocima mase). sljedeći brojevi:

Ako podijelimo brojeve donjeg reda s 0,57, vidimo da su povezani kao 1:2:3:4:5.

2) Kalcijev klorid formira se s vodom 4 kristalni hidrat, čiji je sastav izražen formulama: CaCl 2 H 2 O, CaCl 2 2H 2 O, CaCl 2 4H 2 O, CaCl 2 6H 2 O, tj. u svim tim spojevima mase vode po molekuli CaCl 2 su povezano kao 1:2:4:6.

Zakon volumenskih odnosa

(Gay-Lussac, 1808.)

"Volume plinova koji ulaze u kemijske reakcije i volumeni plinova koji nastaju kao rezultat reakcije povezani su jedan s drugim kao mali cijeli brojevi."

Posljedica. Stehiometrijski koeficijenti u jednadžbama kemijskih reakcija za molekule plinovitih tvari pokazuju u kojim volumnim omjerima plinovite tvari reagiraju ili nastaju.

2CO + O 2  2CO 2

Kada se dva volumena ugljičnog monoksida (II) oksidiraju s jednim volumenom kisika, nastaju 2 volumena ugljičnog dioksida, t.j. volumen početne reakcijske smjese se smanjuje za 1 volumen.

b) U sintezi amonijaka iz elemenata:

n 2 + 3h 2  2nh 3

Jedan volumen dušika reagira s tri volumena vodika; u ovom slučaju nastaju 2 volumena amonijaka - volumen početne plinovite reakcijske mase će se smanjiti za 2 puta.

Klajperon-Mendeljejeva jednadžba

Ako napišemo kombinirani plinski zakon za bilo koju masu bilo kojeg plina, onda ćemo dobiti Claiperon-Mendelejevu jednadžbu:

gdje je m masa plina; M je molekulska težina; p - tlak; V - volumen; T - apsolutna temperatura (°K); R je univerzalna plinska konstanta (8,314 J / (mol K) ili 0,082 l atm / (mol K)).

Za danu masu određenog plina, omjer m/M je konstantan, pa se zakon kombiniranog plina izvodi iz Claiperon-Mendeleev jednadžbe.

Koliki će volumen zauzeti pri temperaturi od 17 °C i tlaku od 250 kPa ugljični monoksid (II) težine 84 g?

Broj molova CO je:

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

Volumen CO na n.c. je

3 22,4 l = 67,2 l

Iz kombiniranog plinskog zakona Boyle-Mariottea i Gay-Lussaca:

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

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

Relativna gustoća plinova pokazuje koliko je puta 1 mol jednog plina teži (ili lakši) od 1 mola drugog plina.

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

Prosječna molekularna težina mješavine plinova jednaka je ukupnoj masi smjese podijeljenoj s ukupnim brojem molova:

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

ZAKON O OČUVANJU ENERGIJE : u izolaciji. energija sustava ostaje konstantna, mogući su samo prijelazi jedne vrste energije u drugu. U termodinamici očuvanja energije, zakon odgovara prvom zakonu termodinamike, koji je izražen jednadžbom Q \u003d DU + W, gdje je Q broj topline prenesene u sustav, DU je promjena ekst. energija sustava, W je rad sustava. Poseban slučaj zakona održanja energije je Hessian zakon.

Koncept energije revidiran je u vezi s pojavom teorije relativnosti (A. Einstein, 1905): ukupna energija E proporcionalna je masi m i povezana je s njom relacijom E = mc2, gdje je c brzina svjetlosti. Stoga se masa može izraziti u jedinicama energije i formulirati općenitiji zakon održanja mase i energije: u izo-liri. U sustavu je zbroj masa i energije konstantan, a moguće su samo transformacije u strogo ekvivalentnim omjerima nekih oblika energije u druge i ekvivalentno povezane promjene mase i energije.

Zakon ekvivalenata

tvari međusobno djeluju u količinama proporcionalnim njihovim ekvivalentima. Prilikom rješavanja nekih problema prikladnije je koristiti drugačiju formulaciju ovog zakona: mase (volumen) tvari koje reagiraju jedna s drugom proporcionalne su njihovim ekvivalentnim masama (volumenima).

ekvivalenti: kemijski elementi se međusobno kombiniraju u strogo određenim količinama koje odgovaraju njihovim ekvivalentima. Matematički izraz zakona ekvivalenata ima sljedeći pogled: gdje su m1 i m2 mase tvari koje reagiraju ili nastaju, m equiv (1) i m equiv (2) su ekvivalentne mase tih tvari.

Na primjer: određena količina metala, čija je ekvivalentna masa 28 g/mol, istiskuje 0,7 litara vodika iz kiseline, mjereno pri normalnim uvjetima. Odredite masu metala. Rješenje: znajući da je ekvivalentni volumen vodika 11,2 l/mol, to je proporcija: 28 g metala je ekvivalentno 11,2 l vodika x g metala je ekvivalentno 0,7 l vodika. Tada je x \u003d 0,7 * 28 / 11,2 \u003d 1,75 g.

Za određivanje ekvivalentne ili ekvivalentne mase nije potrebno polaziti od njezine kombinacije s vodikom. Mogu se odrediti prema sastavu spoja danog elementa s bilo kojim drugim, čiji je ekvivalent poznat.

Na primjer: kada je 5,6 g željeza spojeno sa sumporom, nastalo je 8,8 g željeznog sulfida. Potrebno je pronaći ekvivalentnu masu željeza i njegov ekvivalent, ako je poznato da je ekvivalentna masa sumpora 16 g/mol. Rješenje: iz uvjeta zadatka proizlazi da u željeznom sulfidu na 5,6 g željeza otpada 8,8-5,6 = 3,2 g sumpora. Prema zakonu ekvivalenata, mase tvari koje djeluju proporcionalne su njihovim ekvivalentnim masama, odnosno 5,6 g željeza je ekvivalentno 3,2 g sumpora meq (Fe) ekvivalentno je 16 g/mol sumpora. Odavde slijedi da je m3KB(Fe) = 5,6*16/3,2=28 g/mol. Ekvivalent željeza je: 3=meq(Fe)/M(Fe)=28 g/mol:56 g/mol=1/2. Dakle, ekvivalent željeza je 1/2 mola, odnosno 1 mol željeza sadrži 2 ekvivalenta.

Avogadrov zakon

Posljedice zakona

Prva posljedica Avogadrova zakona: jedan mol bilo kojeg plina pod istim uvjetima zauzima isti volumen.

Konkretno, u normalnim uvjetima, tj. pri 0 ° C (273 K) i 101,3 kPa, volumen 1 mola plina je 22,4 litre. Taj se volumen naziva molarni volumen plina V m . Ovu vrijednost možete preračunati na druge temperature i tlakove pomoću Mendeleev-Clapeyronove jednadžbe:

.

Druga posljedica Avogadrova zakona: molarna masa prvog plina jednaka je umnošku molarne mase drugog plina i relativne gustoće prvog plina prema drugom.

Taj je položaj bio od velike važnosti za razvoj kemije, budući da omogućuje određivanje parcijalne težine tijela koja mogu prijeći u plinovito ili parno stanje. Ako kroz m označavamo djelomičnu težinu tijela, a kroz d je njegova specifična težina u stanju pare, zatim omjer m / d treba biti konstantan za sva tijela. Iskustvo je pokazalo da je za sva proučavana tijela, koja prelaze u paru bez raspadanja, ova konstanta jednaka 28,9, ako pri određivanju parcijalne težine polazimo od specifične težine zraka, uzete kao jedinice, ali će ta konstanta biti jednako 2, ako uzmemo specifičnu težinu vodika kao jedinicu. Označavajući ovu konstantu, ili, što je isto, djelomični volumen zajednički svim parama i plinovima kroz S, imamo iz formule s druge strane m = dC. Budući da se specifična težina pare lako određuje, onda se vrijednost zamjenjuje d u formuli je također prikazana nepoznata parcijalna težina zadanog tijela.

Termokemija

Toplinski učinak kemijske reakcije

Iz Wikipedije, slobodne enciklopedije

Toplinski učinak kemijske reakcije ili promjene entalpija sustav zbog pojave kemijske reakcije – količina topline povezana s promjenom kemijske varijable koju je primio sustav u kojem se odvijala kemijska reakcija, a produkti reakcije poprimaju temperaturu reaktanata.

Da bi toplinski učinak bio veličina koja ovisi samo o prirodi kemijske reakcije koja je u tijeku, moraju biti ispunjeni sljedeći uvjeti:

Reakcija se mora odvijati ili pri konstantnom volumenu P v (izohorni proces), ili pri konstantnom tlaku P p( izobarski proces).

U sustavu se ne obavlja nikakav rad, osim rada na proširenju koji je moguć s P = const.

Ako se reakcija provodi u standardnim uvjetima pri T = 298,15 K = 25 ° C i P = 1 atm = 101325 Pa, toplinski učinak naziva se standardni toplinski učinak reakcije ili standardna entalpija reakcije Δ H r O . U termokemiji se standardni toplinski učinak reakcije izračunava korištenjem standardnih entalpija stvaranja.

Standardna entalpija formiranja (standardna toplina formiranja)

Standardna toplina stvaranja shvaća se kao toplinski učinak reakcije stvaranja jednog mola tvari iz jednostavne tvari, njegove komponente, koje su stabilne standardna stanja.

Na primjer, standardna entalpija stvaranja je 1 mol metan iz ugljik i vodik jednaka toplini reakcije:

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

Standardna entalpija formiranja označava se Δ H fO . Ovdje indeks f označava formaciju (obrazovanje), a precrtani krug, nalik na Plimsol disk - na koju se vrijednost odnosi standardno stanje tvari. U literaturi se često nalazi druga oznaka za standardnu ​​entalpiju - ΔH 298,15 0 , gdje 0 označava da je tlak jednak jednoj atmosferi (ili, nešto preciznije, prema standardnim uvjetima ), a 298,15 je temperatura. Ponekad se indeks 0 koristi za količine koje se odnose na čista tvar, propisujući da je s njim moguće označiti standardne termodinamičke veličine samo kada se radi o čistoj tvari koja je odabrana kao standardno stanje . Standardom se također može uzeti, na primjer, stanje tvari izrazito razrijeđen riješenje. "Plimsol disk" u ovom slučaju znači stvarno standardno stanje materije, bez obzira na njegov izbor.

Pretpostavlja se da je entalpija stvaranja jednostavnih tvari nula, a nula vrijednost entalpije stvaranja odnosi se na agregacijsko stanje koje je stabilno pri T = 298 K. Na primjer, za jod u kristalnom stanju Δ H I2(tv) 0 = 0 kJ/mol, a za tekućinu jod Δ H I2(l) 0 = 22 kJ/mol. Entalpije stvaranja jednostavnih tvari u standardnim uvjetima njihove su glavne energetske karakteristike.

Toplinski učinak bilo koje reakcije nalazi se kao razlika između zbroja toplina stvaranja svih proizvoda i zbroja toplina stvaranja svih reaktanata u ovoj reakciji (korolar Hessov zakon):

Δ H reakcije O = ΣΔ H f O (proizvodi) - ΣΔ H f O (reagensi)

Termokemijski učinci mogu biti uključeni u kemijske reakcije. Kemijske jednadžbe u kojima je naznačena količina oslobođene ili apsorbirane topline nazivaju se termokemijske jednadžbe. Reakcije praćene oslobađanjem topline u okoliš imaju negativan toplinski učinak i nazivaju se egzotermna. Reakcije praćene apsorpcijom topline imaju pozitivan toplinski učinak i nazivaju se endotermički. Toplinski učinak obično se odnosi na jedan mol izreagiranog početnog materijala, čiji je stehiometrijski koeficijent maksimalan.

Ovisnost o temperaturi toplinski učinak(entalpije) reakcije

Za izračunavanje temperaturne ovisnosti entalpije reakcije potrebno je poznavati molar toplinski kapacitet tvari uključene u reakciju. Promjena entalpije reakcije s porastom temperature od T 1 do T 2 izračunava se prema Kirchhoffovom zakonu (pretpostavlja se da u ovom temperaturnom rasponu molarni toplinski kapaciteti ne ovise o temperaturi i nema fazne transformacije):

Ako se fazne transformacije događaju u određenom temperaturnom rasponu, tada je u proračunu potrebno uzeti u obzir topline odgovarajućih transformacija, kao i promjenu temperaturne ovisnosti toplinskog kapaciteta tvari koje su prošle takve transformacije:

gdje je ΔC p (T 1 ,T f) promjena toplinskog kapaciteta u temperaturnom području od T 1 do temperature faznog prijelaza; ΔC p (T f ,T 2 ) je promjena toplinskog kapaciteta u temperaturnom rasponu od temperature faznog prijelaza do konačne temperature, a T f je temperatura faznog prijelaza.

Standardna entalpija izgaranja

Standardna entalpija izgaranja - Δ H Gor o, toplinski učinak reakcije izgaranja jednog mola tvari u kisiku na stvaranje oksida u najviši stupanj oksidacija. Pretpostavlja se da je toplina izgaranja negorivih tvari jednaka nuli.

Standardna entalpija otapanja

Standardna entalpija otapanja - Δ H otopina, toplinski učinak procesa otapanja 1 mola tvari u beskonačno velikoj količini otapala. Sastoji se od topline razaranja kristalna rešetka i toplina hidratacija(ili toplina rješavanje za nevodene otopine), koji se oslobađaju kao rezultat interakcije molekula otapala s molekulama ili ionima otopljene tvari uz stvaranje spojeva promjenjivog sastava - hidrata (solvata). Uništavanje kristalne rešetke, u pravilu, je endotermni proces - Δ H resh > 0, a hidratacija iona je egzotermna, Δ H hidra< 0. В зависимости от соотношения значений ΔH resh i Δ H hidro entalpija otapanja može imati i pozitivne i negativno značenje. Dakle, otapanje kristalnog kalij hidroksid popraćeno oslobađanjem topline

Δ H otopina KOH o \u003d Δ H resh o + Δ H hydrK + o + Δ H hidroOH −o = −59 kJ/mol

Pod entalpijom hidratacije - Δ H hydr, odnosi se na toplinu koja se oslobađa tijekom prijelaza 1 mola iona iz vakuuma u otopinu.

Standardna entalpija neutralizacije

Standardna entalpija neutralizacije - Δ H neutralno u odnosu na entalpiju reakcije interakcije jakih kiselina i baza s stvaranjem 1 mola vode u standardnim uvjetima:

HCl + NaOH = NaCl + H2O

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

Standardna entalpija neutralizacije za koncentrirane otopine jaki elektroliti ovisi o koncentraciji iona, zbog promjene vrijednosti ΔH hidratacije ° iona kada se razrijedi.

Entalpija

Entalpija je svojstvo materije koje označava količinu energije koja se može pretvoriti u toplinu.

Entalpija je termodinamičko svojstvo tvari koje ukazuje na razinu energije pohranjene u njezinoj molekularnoj strukturi. To znači da dok materija može imati energiju temeljenu na temperaturi i tlaku, ne može se sva pretvoriti u toplinu. Dio unutarnje energije uvijek ostaje u tvari i održava njezinu molekularnu strukturu. Dio kinetička energija tvar nije dostupna kada se njezina temperatura približi temperaturi okoline. Stoga je entalpija količina energije koja je dostupna za pretvorbu u toplinu pri određenoj temperaturi i tlaku. Entalpijske jedinice- Britanci toplinska jedinica ili džula za energiju i Btu/lbm ili J/kg za specifičnu energiju.

Količina entalpije

Količina entalpija tvari na temelju zadane temperature. S obzirom na temperaturu je vrijednost koju su znanstvenici i inženjeri odabrali kao osnovu za izračune. To je temperatura pri kojoj je entalpija tvari nula J. Drugim riječima, tvar nema raspoloživu energiju koja se može pretvoriti u toplinu. Ova temperatura na razne tvari drugačiji. Na primjer, ova temperatura vode je trostruka točka (0°C), dušik je -150°C, a rashladna sredstva na bazi metana i etana su -40°C.

Ako je temperatura tvari iznad zadane temperature ili promijeni stanje u plinovito na danoj temperaturi, entalpija se izražava kao pozitivan broj. Obrnuto, na temperaturi ispod zadane entalpije tvari izražava se kao negativan broj. Entalpija se koristi u izračunima za određivanje razlike u razinama energije između dva stanja. To je potrebno za postavljanje opreme i određivanje koeficijent korisnost procesa.

Entalpija se često definira kao ukupna energija materije, budući da je jednak zbroju njegove unutarnje energije (u) in dato stanje zajedno s njegovom sposobnošću da obavi posao (pv). Ali u stvarnosti, entalpija ne ukazuje puna energija tvari na danoj temperaturi iznad apsolutne nule (-273°C). Stoga, umjesto definiranja entalpije kao ukupne topline neke tvari, točnije je definirati je kao ukupnu količinu raspoložive energije tvari koja se može pretvoriti u toplinu. H=U+pV

Unutarnja energija

Unutarnja energija tijela (označena kao E ili U) je zbroj energija molekularnih interakcija i toplinskih gibanja molekule. Unutarnja energija je jednovrijedna funkcija stanja sustava. To znači da kad god je sustav u danom stanju, njegov unutarnja energija poprima vrijednost svojstvenu ovom stanju, bez obzira na povijest sustava. Posljedično, promjena unutarnje energije tijekom prijelaza iz jednog stanja u drugo uvijek će biti jednaka razlici između njezinih vrijednosti u konačnom i početnom stanju, bez obzira na put kojim je prijelaz napravljen.

Unutarnja energija tijela ne može se izravno izmjeriti. Može se odrediti samo promjena unutarnje energije:

Privezan uz tijelo toplina, mjereno u džula

- Posao, koje tijelo izvodi protiv vanjskih sila, mjereno u džulima

Ova formula je matematički izraz prvi zakon termodinamike

Za kvazistatički procesi vrijedi sljedeća relacija:

-temperatura, mjereno u kelvini

-entropija, mjereno u džulima/kelvinima

-pritisak, mjereno u Pascals

-kemijski potencijal

Broj čestica u sustavu

Idealni plinovi

Prema Jouleovom zakonu, izvedenom empirijski, unutarnja energija idealan plin neovisno o tlaku ili volumenu. Na temelju te činjenice može se dobiti izraz za promjenu unutarnje energije idealnog plina. A-priorat molarni toplinski kapacitet pri konstantnom volumenu . Budući da je unutarnja energija idealnog plina funkcija samo temperature, onda

.

Ista formula vrijedi i za izračun promjene unutarnje energije bilo kojeg tijela, ali samo u procesima s konstantnim volumenom ( izohorni procesi); u opći slučaj C V (T,V) je funkcija i temperature i volumena.

Ako zanemarimo promjenu molarnog toplinskog kapaciteta s promjenom temperature, dobivamo:

Δ U = ν C V Δ T,

gdje je ν količina tvari, Δ T- promjena temperature.

UNUTARNJA ENERGIJA TVARI, TIJELA, SUSTAVA

(grčki: ένέργια - aktivnost, energije). Unutarnja energija je dio ukupna tjelesna energija (sustava tel): E = E k + E str + U, gdje E k - kinetička energija makroskopski pokreti sustavi, E str - potencijalna energija, zbog prisutnosti vanjske sile polja(gravitacijski, električni, itd.), U- unutarnja energija. Unutarnja energija tvari, tijela, sustavi tijela - funkcija Države, definiran kao ukupna rezerva energije unutarnjeg stanja tvari, tijela, sustava koji se mijenja (oslobađa) u postupak kemijski reakcije, prijenos topline i performanse raditi. Komponente unutarnje energije: (a) kinetička energija topline vjerojatnosni kretanje čestica (atoma, molekula, ioni itd.), koji čine tvar (tijelo, sustav); (b) potencijalna energija čestica zbog njihove intermolekularne interakcija; (c) energija elektrona u elektronskim ljuskama, atoma i iona; (d) intranuklearna energija. Unutarnja energija nije povezana s procesom promjene stanja sustava. Uz bilo kakve promjene u sustavu, unutarnja energija sustava, zajedno s okolinom, ostaje konstantna. To jest, unutarnja energija se niti gubi niti dobiva. Istovremeno, energija se može kretati iz jednog dijela sustava u drugi ili se transformirati iz jednog oblicima drugome. Ovo je jedan od izraza zakon očuvanje energije – prvi zakon termodinamike. Dio unutarnje energije može se pretvoriti u rad. Taj dio unutarnje energije naziva se slobodna energija - G. (NA kemijski spojevi zovu ga kemijskim potencijal). Ostatak unutarnje energije, koji se ne može pretvoriti u rad, naziva se vezana energija - W b .

Entropija

Entropija (od grčkiἐντροπία - okretanje, preobrazba) u prirodne znanosti- mjera nereda sustava, koji se sastoji od mnogih elementi. Konkretno, u statistička fizika - mjera vjerojatnosti ostvarenje bilo kojeg makroskopskog stanja; u teorija informacija- mjera nesigurnosti bilo kojeg iskustva (test) koji može imati različite ishode, a time i broj informacija; u povijesna znanost, za objašnjenja fenomen alternativna povijest (invarijantnost i varijabilnost povijesni proces).