Федеральное агентство по образованию
Государственное учреждение высшего
профессионального образования
Московский государственный университет
Кафедра химии
Курсовая работа
"Термодинамические характеристики (
H,
S,
G) и возможность самопроизвольного протекания процесса"
Выполнил:
студент группы 420681
Проверил:
доцент кафедры химии
Москва 2009
План курсовой работы
Уравнять реакцию, используя электронно-ионный метод, указать процесс окисления, восстановления (окислитель, восстановитель).
Найти потенциалы окислителя и восстановителя указать направления протекания процесса.
Определить термодинамические характеристики (H, S, G) и возможность самопроизвольного протекания процесса.
Определить, изменение каких параметров может сместить равновесие в сторону продуктов реакции (написать кинетическое уравнение).
Написать электронную формулу всех элементов по 2 и 4 квантовым числам. Для отмеченного атома определить высшую и низшую валентность (составить формулу для гидроксидов, оксидов, солей и их химических соединений). Может ли взаимодействовать отмеченный металл с кислотами (HCL, H2
SO4 (р),
H2
SO4 (к),
HNO3 (
P),
HNO3 (
K),
растворами щелочей) (ответы обосновать). Отмеченный металл находиться в контакте с железом. Как будут протекать процессы коррозии во влажном воздухе и кислой среде. Способы защиты металла от коррозии.
Уравнять, используя электронно-ионный метод.
3Pb*
O2
+ Cr2
(SO4
) 3
+16NaOH 3Na2
PbO2
+2 Na2
CrO4
+ 3Na2
SO4
+8H2
O
1 Cr2
+2 -
6e2Cr+6
- Окисление восстановителя
3 Pb+4
+2ePb+2 -
Восстановление окислителя
Метод полу-реакции
1 Cr2
+2
+16OH -
6e2CrO4-2
+8H2
O - Окисление восстановителя
3 Pb+4
+2ePb+2 -
Восстановление окислителя
PbO2
+Cr2
+3
+16OH PbO2
+2CrO4
+8H2
O
2. Потенциалы окислителя и восстановителя
.
E0
Pb+4
/Pb+2
=
2, 33 - окислитель
E0
Cr+2
/CrO4
-2
= 0, 53 - восстановитель
∆E= E окислителя - E восстановителя = 2,33-0,56=1,80
∆E>0, следовательно, ∆G<0 - самопроизвольное протекание процесса
3. Приведены стандартные образования H и Sпри температуре 298
K
.
Вещество |
∆HKДж/моль |
S0
Дж/ моль*K |
Cr2
(SO4
) 3
|
-3308 |
288 |
PbO2
|
-276,6 |
-218,3 |
NaOH |
- 425,88 |
64,43 |
Na2
PbO2
|
-819,3 |
189,1 |
Na2
CrO4
|
-1343 |
176,6 |
Na2
SO4
|
-1387,9 |
149,58 |
H2
O |
-285,8 |
70,1 |
4. Определить, изменением каких параметров можно сместить равновесие в сторону продуктов реакции
Согласно принципу Ле-Шателье при повышении температуры химическое равновесие смещается в сторону эндотермической реакции. Поскольку данная реакция является эндотермической, то для того чтобы сместить равновесие в сторону обратной реакции, необходимо понизить температуру.
5. Написать электронную формулу 2 и 4 квантовым числам
H 1s1
O 1s2
2s2
2p4
Na 1s2
2s2
2p6
3s1
S 1s2
2s2
2p6
3s2
3p4
Cr 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d5
4s1
Pb 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d10
4s2
4p6
4d10
4f14
5s2
5p6
5d10
6s2
6p2
6. Определить высшую и низшую валентность
Pb - химический элемент IV группы; конфигурация внешней оболочки атома 6s2
6p2
. Наиболее характерны 2 степени окисления +2 и +4.
Pb+2
Pb+4
PbOPbO2
Оксид олова (II) Оксид олова (IV)
Основный Амфотерный
Pb (OH) 2
Pb (OH) 4
=H2
PbO3
KNO3
+ Pb = KNO2
+ PbO
1 N+5
+2eN+3
- пр. восстановление (KNO3
) окислитель
1 Pb0 -
2ePb+2 -
пр. окисление (Pb) восстановитель
2РbО + РbO2
= Рb2
РbO4
(Pb3
O4
)
Pb (NO3
) 2
(конц) + Na2
CO3
(конц) = PbCO3
↓ + 2NaNO3
PbSO4
+ Na2
S = PbS↓ + Na2
SO4
Pb (OH) 2
+ 2NaOH (конц) = Na2
[Pb (OH) 4
] (р
)
7. Взаимодействие отмеченного металла с кислотами
(
HCL,
H2
SO4 (р),
H2
SO4 (к),
HNO3 (
P),
HNO3 (
K) )
, растворами щелочей.
PbO2
+ Pb + 2H2
SO4
(конц., гор) = 2PbSO4
+2H2
O
1 Pb0 -
2ePb+2
- пр. Окисление (Pb) восстановитель
2 H+
+1eH0 -
пр. Восстановление (H2
SO4
) окислитель
Pb + 2HCl = PbCl2
+ H2
1 Pb0 -
2ePb+2
- пр. Окисление (Pb) восстановитель
2 H+
+1eH0 -
пр. Восстановление (HCl) окислитель
Pb + H2
SO4 (
р
)
= PbSO4
+ H2
1 Pb0 -
2e Pb+2
- пр. Окисление (Pb) восстановитель
1 2H+
+2e2H0 -
пр. Восстановление (H2
SO4
) окислитель
Pb + 4HNO3 (
р
)
= Pb (NO3
) 2
+ 2NO2
+ 2H2
O
1 Pb0 -
2ePb+2
- пр. Окисление (Pb) восстановителя
2 N+5
+1eN+4 -
пр. Восстановление (HNO3
) окислителя
PbO2+MnSO4
+2NaOH Na2
PbO2
+ Na2
MnO3
+Na2
SO4
+H2
O
8. Анодное и катодное покрытие гальвано-пары
Fe/
Pb. Процесс коррозии сплава железа со свинцом и способ ее устранения.
Eo
pb
2+
= 1,23 катод
Eo
Fe
2+
= - 0,44 анод
В кислой среде процесс проходит с водородной деполяризацией:
Pb/H2
SO4
/Fe+
Продукт коррозии: PbSO4
и H2
O
В нейтральной среде для активного металла процесс идёт с водородной деполяризацией:
Pb/H2
O,O2
/Fe+
2Pb+2 H2
O+ O2
=Pb+4OH
А (Fe): Fe - 2e = Fe2+
K (Pb): O2 + H2O + 4e = 4OH-
Список литературы
1. Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов. - / Под ред.В.А. Рабиновича. - Л.: Химия, 2006.
2. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии: Учеб. пособие для вузов/ Под ред.В.А. Рабиновича и Х.М. Рубиной. - Л.: Химия, 2007
3. Блинов Л.Н., Перфилова И.Л., Чувиляев РГ. Химия. Основные понятия, реакция, законы, схемы: Учеб. Пособие. СПб. 2004.92с.
4. Химия. Классы химических соединений: Учеб. Пособие / Н.П. Танцура, А.В. Горелова, И.Н. Семенов, Л.Н. Блинов. (Серия "Школа-вуз"). СПб. 2005.67с.
5. Семенов И.Н., Перфилова И.Л. Химия. СПб.: Химия, 2000.656с.
6. Коровин Н.В. Общая химия. М.: Высшая школа, 2009.558с.
Другие работы по теме:
Энергетика химических реакций
Химическая термодинамика – это раздел физической химии, которая изучает превращения различных видов энергии при химических реакциях, процессах растворения, кристаллизации. Химическая термодинамика исследует возможности и границы самопроизвольного протекания физических процессов. Объектом изучения в термодинамике является термодинамическая система, под которой понимают условно выделенную из пространства совокупность тел, между которыми возможен масса- и теплообмен.
Билеты по химии
и частичные ответы на некоторые из них Билет №1 Простые вещества . Количество вещества. Число Авогадро. Качественный анализ анионов и катионов. Билет №2
Термодинамические характеристики участков реакции
Объём водорода при нормальных условиях. Молярный объем любого газа. Понятие и характеристика хрома и образование хромовой и дихромовой кислоты. Стандартные термодинамические характеристики участков реакции. Гидролиз по катиону, применение ионов железа.
Химическая термодинамика
Основные понятия и законы химической термодинамики. Основы термохимических расчётов. Закон Гесса, следствия из него и значение. Расчёты изменения термодинамических функций химических реакций. Сущность химического равновесия, его константа и смещение.
Билеты по химии
и частичные ответы на некоторые из них Билет №1 Простые вещества . Количество вещества. Число Авогадро. Качественный анализ анионов и катионов. Билет №2
Основы химической термодинамики
1. Основные понятия термодинамики Термодинамика - наука, изучающая взаимные переходы теплоты и работы в равновесных системах и при переходе к равновесию. Химическая термодинамика - раздел физической химии, в котором термодинамические методы применяются для анализа химических явлений: химических реакций, фазовых переходов и процессов в растворах.
Основы физической химии
Расчет теплового эффекта реакции в изобарном и изохорном процессах в стандартных условиях и при заданной температуре. Определение направления протекания процесса в изолированных и закрытых системах. Изменение температуры в самопроизвольных реакциях.
Затраты рабочего времени и методы их изучения 2
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА дисциплине «Организация труда персонала» на тему : «Затраты рабочего времени и методы их изучения» Москва 2011 С целью выявления затрат рабочего времени было проведено наблюдение на рабочем месте швеи. Во время фотографии швея занималась своими прямыми обязанностями согласно должностной инструкции.
Социальный конфликт
Конфликт можно определить как отношение между сторонами социального взаимодействия, связанное с противоречием их интересов. Это противоречие коренится в социальной структуре и связано с неравным распределением ресурсов.
Космологическая стрела времени
Text Text термодинамическая стрела, указывающая то направление времени, в котором возрастает энтропия или беспорядок; термодинамическая стрела, указывающая то направление времени, в котором возрастает энтропия или беспорядок; космологическая стрела времени, в направлении которой происходит расширение Вселенной; психологическая стрела или направление времени, соответствующее нашему ощущению непреклонного хода времени, направление накопления поступающей информации.
Термодинамический анализ цикла газовой машины
Газовый цикл и его четыре процесса, определяемые по показателю политропы. Параметры для основных точек цикла, расчет промежуточных точек. Расчет постоянной теплоемкости газа. Процесс политропный, изохорный, адиабатный, изохорный. Молярная масса газа.
Второй Закон Термодинамики
Журнал "Клад истины" webcenter/~gaspdm Второй Закон Термодинамики , как и Первый ( Закон сохранения энергии ) установлен эмпирическим путем. Впервые его сформулировал
Теплоёмкость. Термодинамические процессы с идеальным газом
Удельная теплоемкость - отношение теплоты, полученной единицей количества вещества, к изменению температуры. Зависимость количества теплоты от характера процесса, а теплоемкости - от условий его протекания. Термодинамические процессы с идеальным газом.
Система регенерации на тепловой электростанции
Термодинамические основы регенеративного подогрева питательной воды на тепловой электростанции (ТЭС). Основные преимущества многоступенчатого регенеративного подогрева основного конденсата и питательной воды. Технические особенности системы регенерации.
Расчет роторно-поршневого двигателя
Определение параметров невозмущённого потока по заданным исходным данным. Расчет параметров во входном сечении и по тракту диффузора. Уравнение равенства секундного расхода. Расчет геометрических параметров в сопловой части заданного двигателя.
Баллистическая ракета РД-583 (РН Зенит-3)
Характеристика прототипа летательного аппарата: компоненты топлива, тяга двигателя и давление в камере сгорания. Краткие теоретические сведения о ракете Р-5, проведение термодинамического расчета двигателя. Профилирование камеры сгорания и сопла.
Взаимоотношения политики с другими сферами общественной жизни
Cвязь политики с другими сферами общественной жизни неразрывна и многообразна. Это причинно-следственные связи, которые раскрывают обусловленность происхождения и характера протекания политических процессов неполитическими (экономическими, идеологическими, культурными и др.) факторами, и функциональные связи, которые отражают взаимозависимость политики от других сфер жизни общества как относительно самостоятельных систем регулирования социальных процессов.
Выпадение прямой кишки
Выпадение прямой кишки заболевание, при котором прямая кишка выворачивается через задний проход наружу. Различают выпадение слизистой оболочки и полное выпадение всех слоев стенки прямой кишки.
Свищи прямой кишки
Свищи прямой кишки - патологически образовавшиеся ходы в стенке прямой кишки, обычно в области морганиевых крипт, и заканчивающиеся в околопрямокишечной клетчатке.
Возраст небесных тел
Возраст небесных тел определяют разными методами. Самый точный из них состоит в определении возраста горных пород по отношению количества в ней радиоактивного элемента урана к количеству свинца.
Горная порода - термодинамическая система
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ГОРНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ Р Е Ф Е Р А Т На тему: ГОРНАЯ ПОРОДА – ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
Электродные потенциалы. Электродвижущие силы
Электродные потенциалы и механизм их возникновения. Водородный электрод. Стандартные электродные потенциалы металлов. Ряд стандартных электродных потенциалов. Принцип действия и электродвижущие силы гальванического элемента.
Катализаторы и ферменты
Катализатором, или ферментом (в случае биохимической реакции), называется вещество, помогающее протеканию химической реакции, но не изменяющееся в ходе нее.
Концептуальные уровни в познании веществ и химические системы 2
Концептуальные уровни в познании веществ и химические системы Химию обычно рассматривали как науку в составе и качественном превращении различных веществ. Ведь для того чтобы понять, какие именно первоначальные элементы определяют свойства простых и сложных веществ, надо, во-первых, уметь различать простые и сложные вещества, а во-вторых, определить те элемент, от которых зависит их свойства.
Гипотеза самопроизвольного зарождения жизни
Проблема возникновения жизни. Теория спонтанного зарождения. Самопроизвольное зарождение жизни как обычный способ появления живых существ из неживой материи. Французский ученый-микробиолог Луи Пастером и его опыты. Концепция абиогенеза и биогенеза.