Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Тепловой эффект химической реакции



 Другие рефераты
Орден Иисуса и Игнатий Лойол Теория Бутлерова Теплопроводность в сплошных средах и двухфазных, продуваемых и непродуваемых телах (слоях) Термодинамическая оптимизация процессов разделения

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


             Воронежский государственный технический университет



                               КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

        по дисциплине «Теоретические основы прогрессивной технологии»

  Тема: «Тепловой эффект химической реакции и его практическое применение.»
[pic]



                                Воронеж 2004
                                 Содержание
|Введение ……………………………………………………………………                                |3  |
|1. Тепловой эффект химической реакции………………………………...               |4  |
|1.1. Уравнения химических реакций……………………………...                    |8  |
|1.2. Основные законы термохимии……………………………….                       |10 |
|2. Применение теплового эффекта на практике………………………….             |12 |
|2.1.Жаропрочные покрытия……………………………………….                           |1  |
|2.2.Термохимический способ обработки алмаза………………...               |14 |
|2.3.Техногенное сырьё для производства цемента………………               |15 |
|2.4. Биосенсоры…………………………………………………….                               |16 |
|Заключение………………………………………………………………….                               |17 |
|Список литературы…………………………………………………………                            |18 |
                                  Введение
    Тепловые эффекты химических реакций необходимы для  многих  технических
расчетов.   Они   находят   обширное   применение   во    многих    отраслях
промышленности, а также в военных разработках.
    Целью данной курсовой работы является изучение практического применения
теплового эффекта. Мы рассмотрим некоторые  варианты  его  использования,  и
выясним насколько важно использование тепловых эффектов  химических  реакций
в условиях развития современных технологий.
1. Тепловой эффект химической реакции
    В каждом веществе запасено  определенное  количество  энергии.  С  этим
свойством веществ мы сталкиваемся уже за завтраком, обедом или  ужином,  так
как продукты питания позволяют нашему организму использовать  энергию  самых
разнообразных химических соединений, содержащихся в пище.  В  организме  эта
энергия преобразуется в движение, работу, идет на поддержание постоянной  (и
довольно высокой!) температуры тела.
    Одним из самых  известных  ученых,  работающих  в  области  термохимии,
является Бертло. Бертло- профессор химии  Высшей  фармацевтической  школы  в
Париже (1859г). Министр просвещения  и иностранных дел.
    Начиная с 1865 Бертло активно занимался  термохимией,  провел  обширные
калориметрические  исследования,  приведшие,  в  частности,  к   изобретению
"калориметрической бомбы" (1881); ему принадлежат понятия  "экзотермической"
и "эндотермической" реакций. Бертло  получены  обширные  данные  о  тепловых
эффектах огромного числа реакций, о теплоте разложения и образования  многих
веществ.
    Бертло исследовал  действие  взрывчатых  веществ:  температуру  взрыва,
скорости сгорания и распространения взрывной волны и др.
    Энергия  химических  соединений   сосредоточена   главным   образом   в
химических связях. Чтобы разрушить  связь  между  двумя  атомами,  требуется
затратить энергию. Когда химическая связь образуется, энергия выделяется.
      Любая химическая реакция заключается в разрыве одних химических связей
 и образовании других.
      Когда в результате химической реакции  при  образовании  новых  связей
 выделяется энергии  больше,  чем  потребовалось  для  разрушения  "старых"
 связей в исходных веществах, то  избыток  энергии  высвобождается  в  виде
 тепла. Примером могут служить реакции  горения.  Например,  природный  газ
 (метан CH4) сгорает в кислороде воздуха с выделением  большого  количества
 теплоты (рис. 1а). Такие реакции являются экзотермическими.
    . Реакции, протекающие с  выделением  теплоты,  проявляют  положительный
      тепловой эффект (Q>0, DH<0) и называются экзотермическими.
      В других случаях на разрушение связей в исходных  веществах  требуется
 энергии больше, чем может выделиться при образовании новых  связей.  Такие
 реакции  происходят  только  при  подводе  энергии  извне   и   называются
 эндотермическими.
    . Реакции, которые идут с поглощением теплоты из окружающей среды  (Q<0,
      DH>0),   т.е.   с   отрицательным    тепловым    эффектом,    являются
      эндотермическими.

      Примером является образование оксида углерода (II) CO и водорода H2 из
 угля и воды, которое происходит только при нагревании (рис. 1б).
                                    [pic]

                                   Рис. 1а
                                    [pic]

                                   Рис. 1б
 Рис. 1а,б. Изображение химических реакций при помощи моделей  молекул:  а)
          экзотермическая  реакция,  б)  эндотермическая   реакция.   Модели
          наглядно показывают, как при неизменном числе  атомов  между  ними
          разрушаются старые и возникают новые химические связи.
      Таким образом, любая химическая реакция сопровождается выделением  или
 поглощением энергии. Чаще всего энергия выделяется или поглощается в  виде
 теплоты (реже - в виде световой или  механической  энергии).  Эту  теплоту
 можно измерить. Результат  измерения  выражают  в  килоджоулях  (кДж)  для
 одного моля реагента или (реже) для моля продукта реакции. Такая  величина
 называется тепловым эффектом реакции.
    . Тепловой эффект - количество  теплоты,  выделившееся  или  поглощенное
      химической системой при протекании в ней химической реакции.
      Тепловой эффект обозначается  символами  Q  или  DH  (Q  =  -DH).  Его
величина  соответствует  разности  между  энергиями  исходного  и  конечного
состояний реакции:
                      DH = Hкон.- Hисх. =  Eкон.- Eисх.
      Значки (г), (ж) обозначают газообразное и  жидкое  состояние  веществ.
 Встречаются также обозначения (тв)  или  (к)  -  твердое,  кристаллическое
 вещество, (водн) - растворенное в воде вещество и т.д.
      Обозначение агрегатного  состояния  вещества  имеет  важное  значение.
 Например, в реакции сгорания водорода первоначально образуется вода в виде
 пара (газообразное состояние), при конденсации которого  может  выделиться
 еще некоторое количество энергии. Следовательно, для  образования  воды  в
 виде жидкости измеренный тепловой эффект реакции будет  несколько  больше,
 чем для образования только пара, поскольку при конденсации пара  выделится
 еще порция теплоты.
      Используется также частный случай теплового эффекта реакции -  теплота
 сгорания. Из самого  названия  видно,  что  теплота  сгорания  служит  для
 характеристики вещества, применяемого в качестве топлива. Теплоту сгорания
 относят к 1 молю вещества, являющегося топливом (восстановителем в реакции
 окисления), например:
C2H2 |+ |2,5 O2 |= |2 CO2 |+ |H2O |+ |1300 кДж | |ацетилен |  |   |   |   | 
 |  |  |теплота сгорания ацетилена | |Запасенную в  молекулах  энергию  (Е)
 можно отложить на энергетической шкале.  В  этом  случае  тепловой  эффект
 реакции (? Е) можно показать графически (рис. 2).
                                    [pic]
 Рис.  2.  Графическое  изображение  теплового  эффекта  (Q  =  ?  Е):   а)
        экзотермической  реакции  горения  водорода;   б)   эндотермической
        реакции  разложения  воды  под   действием   электрического   тока.
        Координату   реакции    (горизонтальную    ось    графика)    можно
        рассматривать, например, как степень превращения  веществ  (100%  -
        полное превращение исходных веществ).
 1.1. Уравнения химических реакций
    .  Уравнения  химических  реакций,  в  которых  вместе  с  реагентами  и
      продуктами   записан   и   тепловой   эффект    реакции,    называются
      термохимическими уравнениями.
      Особенность термохимических  уравнений  заключается  в  том,  что  при
 работе с  ними  можно  переносить  формулы  веществ  и  величины  тепловых
 эффектов из  одной  части  уравнения  в  другую.  С  обычными  уравнениями
 химических реакций так поступать, как правило, нельзя.
      Допускается  также  почленное  сложение  и  вычитание  термохимических
 уравнений. Это бывает нужно для  определения  тепловых  эффектов  реакций,
 которые трудно или невозможно измерить в опыте.
      Приведем пример.  В  лаборатории  чрезвычайно  трудно  осуществить  "в
 чистом  виде"  реакцию  получения  метана  СH4  путем  прямого  соединения
 углерода с водородом:
      С + 2 H2 = СH4
      Но можно многое узнать об этой реакции с помощью вычислений. Например,
 выяснить,  будет  эта  реакция   экзо-   или   эндотермической,   и   даже
 количественно рассчитать величину теплового эффекта.
      Известны тепловые эффекты реакций горения метана
123
скачать работу


 Другие рефераты
Улыбка на здоровье !
Культура Киевской Руси в IX - первой половине XIII вв.
Особенности пещерного искусства. История открытия и изучения (Ляско, Коске, Шове, Гаргас и другие)
Институт мировых судей


 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ