ХИМИЧНИ РЕАКЦИИ С ТРАНСФЕР НА ЕНЕРГИЯ

СЪДЪРЖАНИЕ КЛАСИФИКАЦИЯ НА ХИМИЧНИТЕ РЕАКЦИИ ТЕРМОХИМИЯ КАЛОРИМЕТРИЯ ТЕПЛОТА НА РЕАКЦИЯТА ТЕРМОХИМИЧНИ УРАВНЕНИЯ ТЕПЛОТА НА РЕАКЦИЯТА

КЛАСИФИКАЦИЯ НА ХИМИЧНИТЕ РЕАКЦИИ ХИМИЧНИ РЕАКЦИИ реактиви → продукти Реакции на разлагане Реакции на комбиниране Реверсивни реакции Необратими реакции Бавни реакции Бързи реакции Реакции на трансфер на частици Прев. на протони прехвърлят йони и молекули Реакции с пренос на енергия Exoterm- Endoter- Реакции на заместване Реакции на двойно заместване Трансфузионни реакции. на Електр.

ТЕРМОХИМИЯ ТЕРМОХИМИЯ Термохимията е глава от химическата термодинамика; той изучава енергийния обмен, който съпътства химичните реакции.

КАЛОРИМЕТРИЯ КАЛОРИМЕТРИЯ Занимава се с измерване на количеството топлина. . Една форма, в която енергията се проявява и става измерима при химични реакции, е топлината. Реакция, която протича в един или няколко етапа, е придружена от един и същ термичен ефект (законът на Хес). Следните последствия произтичат от закона на Хес: количеството топлина, получено в реакция, е равно на разликата между енергията на продуктите и енергията на реагентите; между две или повече съединения от едни и същи елементи най-вероятно ще образуват съединението, при образуването на което се отделя най-голямо количество топлина.

ТОПЛИНА НА РЕАКЦИЯТА Понятията, използвани от термохимията, както и нейните закони се основават на принцип I на термодинамиката: Изменението на вътрешната енергия на системата е равно на сумата от енергиите, получени или дадени от системата под формата на механична работа или топлина. Топлината се абсорбира или отделя по време на повечето химични реакции. Температурата на човешкото тяло обикновено е 36,5 ° C, тъй като много от химичните реакции, като метаболитното окисляване на „захарта“ до въглероден диоксид и вода, произвеждат топлина, която поддържа тялото топло. Парче лед се топи, когато се държи в ръката, защото абсорбира топлината. Топлината е форма на енергия, която се прехвърля от по-топло тяло в по-студено.

ТЕРМОХИМИЧНИ УРАВНЕНИЯ Чрез измерване на температурата на дадено тяло може да се определи дали то е давало или абсорбирало топлина. Например, ако горещ чай се налее в чаша, той става по-студен и чашата ще се нагрее. Топлината се измерва в калории (кон); калории е единица на толерирана мярка за количеството топлина и зависи от масата на веществото. Калорията отговаря на количеството топлина, необходимо за повишаване на температурата на един грам чиста вода с един градус, от 14,5 ° C до 15,5 ° C, чрез изобарно нагряване (1 атм). Вместо калорията, джаулът (J) може да се използва съгласно Международната система от единици. 1 „термохимична” калория 1cal = 4.184 J Термохимията изучава връзките между топлината и другите форми на енергия.Химичните реакции са представени в термохимията чрез термохимични уравнения. Термохимичното уравнение е химично уравнение, което определя състоянието на реагентите и реакционните продукти, както и термичните ефекти, които придружават реакцията. Състоянията на веществата се обозначават, както следва: твърдо вещество (а), течност (l), газ (g), воден разтвор (aq). Пример: C (s) + O2 (g) = CO2 (g) +393.51 KJ Zn (s) + CuSO4 (aq) = ZnSO4 (aq) + Cu (s) +213.11 KJ H2 (g) + I2 (s) +51,88 KJ = 2 HI (g)

РЕАКЦИОННА ТОПЛИНА - мерни единици Топлината, погълната или отделена по време на химична реакция, се нарича реакционна топлина (Q). Топлината на реакцията е свързана с един мол и се изразява в cal/mol, Kcal/mol и KJ/mol. Топлината на реакцията е постоянно количество, ако реакцията протича при същите условия: физическо състояние на веществата (s, l, g, aq), налягане (p) и температура (T). Знаете ли, че. Калциевият оксид, нагрят в оксихидричен пламък, излъчва много ярка светлина (светлината на Дръмонд). Калциевият оксид се използва за газово сушене, тъй като е алчен за вода, в стъкларската промишленост, в торове, при приготвянето на калциев хидроксид.

ЕКЗОТЕРМИЧНИ РЕАКЦИИ Екзотермичните реакции протичат с отделянето на топлина. Химични процеси, при които системата от реагенти отделя топлина към външната среда или при които реакционните продукти имат по-ниска енергия от реагентите, се наричат екзотермични реакции. Примери: реакцията на цинк със солна киселина, чието термохимично уравнение е както следва: Zn (s) + 2HCl (aq) = ZnCl 2 (aq) + H 2 (g) + Q изгаряне на алумотермални горива - металотермичен метод за получаване на метали и чисти метали под формата на сплави, чрез редуциране на оксиди с метален алуминий; реакцията е силно екзотермична и е придружена от светлина: MmOn + 2n/3Al = mM + n/3Al 2O 3 + Q

ЕНДОТЕРМИЧНИ РЕАКЦИИ Ендотермичните реакции протичат с поглъщане на топлина. Химични процеси, при които реакционната система абсорбира топлина от външната среда или при които реакционните продукти имат по-висока енергия от реагентите, се наричат ендотермични реакции. Примери: Получаване на метали чрез термично разлагане термично разлагане на оксиди 2HgO (s) + Q = 2Hg (s) + O 2 (g) термично разлагане на халогениди от благородни метали PtCl 4 (s) + Q = Pt (s) + 2Cl 2 ( ж)

ГРАФИЧНО ПРЕДСТАВЯНЕ ЗА ИЗМЕНЕНИЕ НА ЕНЕРГИЯТА НА ЕКЗОТЕРМАЛНА РЕАКЦИЯ В ЕКЗОТЕРМАЛНА РЕАКЦИЯ Всички системи са склонни да преминават в състояние на минимално енергийно състояние на максимална стабилност

ГРАФИЧНО ПРЕДСТАВЯНЕ ЗА ИЗМЕНЕНИЕ НА ЕНЕРГЕТИЧНА РЕАКЦИЯ НА ЕНЕРГИЯТА В ЕНДОТЕРМИЧНА РЕАКЦИЯ

Конвенционални горива Конвенционалните горива могат да бъдат класифицирани според агрегатното състояние: Твърди горива - дърва, въглища; Течни горива - петролни фракции; Газови горива - природен газ; Всички тези горива се различават по калоричността си, но повечето от тях са източници на замърсяване.

Неконвенционални горива Слънчева енергия Вятърна енергия Метилов алкохол и етилов алкохол (могат да се използват на автомобили вместо бензин или дизел). Водород (той не замърсява, защото изгарянето води до вода). Биомаса Растително масло

Биологичното значение на термохимичните явления (II) Човек със средна телесна маса трябва да има дневна топлина на горене от около 3000Kcal; 90% от тази топлина идва от храносмилането и метаболизма на храната. Мазнините и въглехидратите са основните източници на енергия. Протеинът, друга основна храна, е особено необходим за растежа и регенерацията на тъканите. Възрастен трябва да консумира 50g протеин на ден, но консумацията обикновено е двойна (100g). И така, 3000kcal/ден идват от протеини (400kcal), а останалите от мазнини и въглехидрати. Тази енергия се използва за извършване на физически движения и за поддържане на постоянна телесна температура. 100g бял хляб съдържа около 50g въглехидрати, 8g протеини, 2g мазнини и останалата част от водата. Междинният хляб и черният хляб съдържат по-малко въглехидрати, но съдържат повече протеини и вода. Други нежелани, екзотермични окислителни явления могат да се появят в живите организми, които благоприятстват поддържането на живота на някои микроби. Следователно прекомерното повишаване на телесната температура е признак на заболяване.

Стойност на консумираната енергия за общи дейности Дейност Мъж (40 години, 68 кг) кг/час Жена (40 години, 60 кг) Сън 320 280 Шофиране 680 600 Спускане по стълби 1700 1550 Изкачване 4520 3985 Бягане 2390 2100

Енергийна стойност на обикновените храни (I) Храна Енергийна стойност kj/g kcal/g Масло 30,41 7,4 Фъстъци 23,64 5,7 Сирене кедър 16,82 4,06 Захар 16,80 3,94 Ориз 15, 36 3,61 говеждо (сурово) 11,07 2,66 бял хляб 9,91 2,33 пилешко (сурово) 9,54 2,30 сладолед 6,98 1,66

Енергийна стойност на някои често срещани храни (II) Храна Енергийна стойност kj/g kcal/g Яйца 6,12 1,47 Сурови домати 3,69 0,86 Филе от бяла риба 3,22 0,76 Ябълки 1,96 0,46 Портокали 1,50 0,35 Бира 1,29 0,31 Сурово зелено зеле 0,92 0,22

МЛЯКО (или млечни продукти) СЪДЪРЖАНИЕ НА ХРАНИТЕ В ПРОТЕИНИТЕ, МАСТНИЦИТЕ, СУМЧЕТА И ВИТАМИНИ МЛЯКО (ИЛИ МЛЕЧНИ ПРОДУКТИ) МЛЯКО (ИЛИ МЛЕЧНИ ПРОДУКТИ) Crt Denu mire Kj/100g% Prote ine Gra simi Zaha ride apa Vita mine 1. Мляко 256 3 5 88 A B C D E 2. Кисело мляко 300 4 86 3. Сирене 1230 14 24 6 51 A B C E 4. Масло 3170 1 81 17

СЪДЪРЖАНИЕ НА ХРАНИТЕ В ПРОТЕИНИ, МАСТНИЦИ, СМАКСИ И ВИТАМИНИ ЯЙЦА, МЕСО, РИБА Nr. Crt. Denu mire Kj 100g% Prote ine Gra simi Zaha ride apa Vita mine 1. oua 720 14 12 0,6 ABE 2. Vita (постно) 541 18 3 76 ABCE 3. Porc (мазнина) 1596 15 31 53 ABCE 4. Прасе (слабо) 630 17 7 74 5. Над 328 1 82 ABCDE

Индекс на телесна маса (ИТМ) Индексът на телесна маса се изчислява със съотношението: Тегло/Височина на квадрат, ако ИТМ 25 тялото е свръхразвито с тенденции към затлъстяване; Ако ИТМ> 30 затлъстяване.

Тест за оценка Какво изучава термохимията? Каква е мерната единица за топлината на реакцията? Какво представляват екзотермичните реакции? Според закона на Хес, химична реакция, която протича на един или повече етапи, е придружена от .......... термичен ефект: придружаващите топлинни ефекти Химични реакции Температура на веществата Термични ефекти в тялото Степен Келвин калории Степен Целзий Обратими реакции Реакции с отделяне на топлина Реакции с поглъщане на топлина, които иначе са еднакви

Тест Какво представляват ендотермичните реакции? Какво е енталпия? Изменението на енталпията се изчислява по следната формула: Кои са основните енергийни източници за тялото? Колко ккал трябва да консумира възрастен на ден (приблизително)? Бързи реакции Реакции на абсорбция на топлина Спонтанни реакции Отделяне или абсорбиране на топлина при химическа реакция Отделяне на топлина Енергия ∆H = Hfinal-Initial ∆H = Hfinal + H ∆H = Initial-Hfinal Протеинови мазнини и минерални захариди 30000kcal 3000k