В химической термодинамике используют такие понятия. - раздел Химия, ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ Термодинамическая Система – Это Тело Или Совокупность Тел, Которы...
Термодинамическая система – это тело или совокупность тел, которые находятся во взаимодействии и отделены от окружающей среды реальной или воображаемой поверхностью деления. В зависимости от способности системы обмениваться с окружающей средой энергией и веществом. Различают такие типы систем:
- изолированная – это такая система, которая не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией;
- закрытая – это система, которая обменивается с окружающей средой энергией, и не обменивается веществом;
- открытая – это система, которая обменивается с окружающей средой, как энергией, так и веществом.
Система может быть гомогенной и гетерогенной. Гомогенная система состоит из одной фазы, а гетерогенная – из нескольких фаз (например: лед – вода, вода – масло и тому подобное).
Фаза – это часть гетерогенной системы, которая отделена поверхностями деления и имеет в любом макроскопическом объеме одинаковые физические и химические свойства.
Состояние системы определяется совокупностью свойств, или параметрами.
Все параметры системы разделяют на две группы. Первые – экстенсивные свойства – зависят от размеров системы (объем V, масса m, теплоемкость C). Вторая группа – интенсивные свойства - не зависит от размеров системы (температура Т, давление Р., концентрация С, потенциал µ).
Совокупность термодинамических параметров определяет термодинамическое состояние системы. Если термодинамические параметры со временем самостоятельно не изменяются, то система находится в состоянии равновесия, а параметры, при которых наблюдается такое состояние, называют равновесными.
Переход системы из одного состояния в другой называют процессом. В термодинамике различают такие виды процессов:
- круговой – это процесс, в результате хода которого система возвращается к исходному состоянию. После его изменения любой функции состояния системы равняются нулю;
- изотермический – это процесс, которой происходит при постоянной температуре (Т = const);
- изобарный – это процесс, которой происходит при постоянном давлении (Р = const);
- изохорный – это процесс, во время хода которого объем системы остается постоянным (V =const);
- адиабатный – это процесс, который происходит без обмена тепла с окружающей средой, то есть система не получает тепла извне и не отдает его окружающей среде (ΔQ = 0).
Кроме того, различают обратимые и необратимые процессы. Процессы, которые можно осуществить в обратном направлении, называют обратимыми.
Если во время хода процесса происходят изменения, такой процесс называют необратимым.
Мерой движения и взаимодействия материальных систем является энергия. Полная энергия системы складывается из кинетической и потенциальной энергий как целого и ее внутренней энергии.
Внутренняя энергия системы U – это общий запас энергии, который состоит из кинетической энергии движения ее составных частей (молекул, атомов, ионов, элементарных частиц и тому подобное) и потенциальной энергии их взаимодействия без учета кинетической энергии системы в целом и потенциальной энергии ее положения. Величина внутренней энергии зависит от природы тела, его массы, химического состава и параметров, которые обуславливают состояние системы – давления, объема, температуры.
Внутреннюю энергию, отнесенную к одному молю вещества называют молярной внутренней энергией и измеряют в джоулях на моль (Дж/моль)
В термодинамике вместе с внутренней энергией широко используют такую термодинамическую функцию, как энтальпия Н.
Энтальпия – это энергия, которой обладает система при постоянном давлении; она численно равняется сумме внутренней энергии U и произведения объема вещества на внешнее давление рV:
Все темы данного раздела:
И БИОЭНЕРГЕТИКИ.
Обмен веществ (метаболизм) в живом организме неразрывно связан с сопроводительным процессом – обменом энергии. Обмен веществ и энергии – самый характерный признак жизни; с его прекращением останавл
ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ.
Первый закон (первая основа) термодинамики по своей сути является законом сохранения энергии. Он имеет несколько формулировок.
В изолированной системе сумма всех видов энергии является
Термохимические уравнения.
Химические процессы всегда сопровождаются выделением или поглощением теплоты. В первом случае реакции называют экзотермическими, во втором – эндотермическими. Количество тепл
Второй закон термодинамики
Первый закон термодинамики дает возможность составить энергетический баланс процесса, который происходит в системе, однако не указывает, в каком направлении будет происходить превращение энергии, т
Энтропия
Анализ формулирования второго закона термодинамики показывает, что все они характеризуют направление и границы течения самопроизвольных процессов, которые происходят без затраты эне
Третий закон термодинамики
Третий закон термодинамики утверждает, что энтропия индивидуального кристаллического вещества при температуре абсолютного нуля равняется нулю. Это озн
Организм является открытой системой, которая непрерывно обменивается с
окружающей средой как веществами, так и энергией. Он харатеризується такими признаками:
- четкой границей деления с окружающей средой;
- высокой степенью слож
АТФ как источник энергии для биохимических реакций
В организме человека непрерывно происходят процессы, которые нуждаются в энергетических расходах. Это – транспортировка ионов сквозь мембрану клеток, поддержка давления и кровообращения, робота
КИНЕТИКА БИОХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
Все химические реакции происходят с разными скоростями: одни мгновенно (взрыв тротила, нейтрализация кислот основаниями), другие медленно, на протяжении часа и лет (омыления жиров,
Скорость химических реакций
Рассматривая основные вопросы кинетики химических реакций, должны различать процессы, которые происходят в однородных (гомогенных) и неоднородных (гетерогенных) системах. Гомогенная
Порядок и молекулярность реакций
Для характеристики механизма химических реакций в кинетике применяют такие понятия, как порядок и молекулярность реакции.
Порядком химической реакции называют сум
Правило Вант-Гоффа
Повышение температуры приводит к значительному росту скорости подавляющего большинства химических реакций. Зависимость скорости реакции от температуры выражается правилом Вант-Гоффа и уравнением Ар
Катализ и катализаторы
Скорость химических реакций может существенно возрасти под действием веществ, которые называют катализаторами.
Явление изменения скорости реакции при наличии кат
Строение ферментов
Ферменты, как и белки, состоят из аминокислот, соединенных между собой пептидными связями (первичная структура). Макромолекулы содержат гидрофобные цепи (углеводородные остатки) пептидные группиров
Металлоферменты
Ферменты, которые содержат в своем составе ионы металла или которые ими активируются, называют металлоферментами. Это достаточно распространенная группа биологических катализаторов, в которы
Электропроводность растворов: удельная, молярная, предельная.
Под прохождением электрического тока сквозь вещество понимают движение или перенесение электрических зарядов от одного полюса к другому под действием внешнего электрического поля.
Способно
Типы проводников электрического тока.
Различают два основных вида электрической проводимости: электронную и ионную. Соответственно этому проводники разделяют на две группы: первого и второго рода. К проводникам первого рода принадлежат
Виды электрической проводимости
Как было отмечено выше, электрическая проводимость электролитов обусловлена наличием в них заряженных частиц – ионов. Чем больше концентрация ионов и их скорость движения, тем больш
Х ВИНИКНЕННЯ.
Вивчення механізму виникнення електродного, дифузійного, мембранного та окисно-відновного потенціалів та їх залежності від різних чинників дає змогу зрозуміти закономірності перебіг
Визначення стандартних електродних потенціалів.
Електрод, якім виміряють стрибок потенціалу на межі метал – розчин,називають стандартним водневим електродом.
Стандартний водневий електрод – це платинова пластинка, зануре
Класифікація електродів.
Електроди, які застосовують в електрохімії залежно від типу оборотності та числа фаз, поділяють на кілька груп.
Електроди першого роду. Електроди цього типу складаються з м
Окисно-відновні електроди
Оскільки кожна електродна реакція, по суті, є процесом окиснення-відновлення, то теоретично будь-який електрод можна назвати окисно-видновним. Проте окисно-відновними називають такі
Йонселективні електроди
Одним із сучасних фізико-хімічних методів аналізу, що дозволяє контролювати стан навколишнього середовища та слідкувати за зміною концентрації електролітів у біологічних рідинах, є
И неподвижных границах деления фаз.
Поверхностные явления – это процессы, которые происходят на границах деления фаз в гетерогенных системах.
По агрегатным состояниям контактирующих фаз поверхности деления кл
Самопроизвольные процессы на границе деления фаз.
Схематически поверхностные явления разделяют на две группы.
1 группа
ІІ группа
Уменьшение поверхности раздела
Строение биологических мембран
Одними из составляющих клеток являются внешние (плазматические) мембраны, которые отделяют внутреннее содержание клетки от внешней среды. Для молекул и ионов мембрана действует как фильтр – пропуск
Адсорбция на границе деления твердое тело – раствор.
Адсорбция из растворов в твердых адсорбентах имеет большое практическое значение. Ее широко применяют в медицинской практике для очистки организма от инородных веществ (ядов, токсинов, больших доз
Адсорбция электролитов
Адсорбция электролитов твердыми адсорбентами представляет особый интерес через ту роль, которую она играет во многих естественных и искусственно осуществляемых процессах. Важно отме
ХРОМАТОГРАФИЯ
Метод хроматографии был открыт у 1903 году М.Цветом, который впервые применил его для разделения растительных пигментов.
Хроматография – это физико-химический метод разд
Газовая хроматография
Для разделения, анализа и исследование веществ и их смесей, которые не разлагаются в газообразном состоянии, наибольшего применения приобрела газовая хроматография. В зависимости от вида сорбента,
Жидкостная хроматография
В методе жидкостной хроматографии подвижной фазой является жидкость, недвижимой - твердый адсорбент. В отличие от газовой, жидкостная хроматография может быть использована для анализа веществ с
Бумажная и тонкослойная хроматография
В фармации и медицине широко применяют бумажную и тонкослойную хроматографии, которые отличаются от других хроматографических методов простотой и удобством в использовании эксперимента.
Получение, очистка и свойства коллоидных растворов
В природе очень распространены системы, в которых измельченные частицы равномерно распределены в массе другого вещества. В этом случае измельченное вещество называют дисперсной фазой, а сред
Дисперсных систем
Общим признаком любой дисперсной системы является степень измельчения частиц дисперсной фазы или степень дисперсности. Дисперсность (D)– это величина, обратная размеру частицы д
Методы получения коллоидных систем
Коллоидный раствор (золь) – это ультрамикрогетерогенная система, в которой дисперсионной средой является жидкость, а дисперсной фазой – твердые частицы размером 10-7
Конденсационные методы
Образование атмосферного тумана является одним из примеров образования коллоидных систем конденсацией. Методы конденсации очень распространенные в практике приготовления коллоидных растворов
Методы очистки коллоидных растворов
Полученные любым способом дисперсные системы приобретают стойкость после очистки их от примесей молекул низкомолекулярных веществ и ионов электролитов. С этой целью используют разни
Диализ.
Самый простой способ для проведения диализа – это стеклянный цилиндр, дно которого затянуто полупроницаемой мембраной. В него наливают коллоидный раствор, который подлежит очистке,
Электрокинетические явления в коллоидных системах
К электрокинетическим явлениям относят эффекты, связанные либо с относительным движением двух фаз под действием постоянного электрического поля, либо с возникновением разницы потенциалов при относи
Стойкость и коагуляция коллоидных систем
Коллоидные растворы малоустойчивые во времени сравнительно с молекулярными растворами. Мицела представляет собой агрегат, который состоит из более-менее простых молекул, строение и
Стойкость коллоидных растворов.
Стойкость дисперсной системы – это способность ее на протяжении определенного времени сохранять неизменными состав и основные свойства: дисперсность, концентрацию, равномерное распределение част
Факторы стойкости дисперсных систем.
Большинство ліофобних золів есть агрегативно стойкими в течение длительного времени. Эта стойкость обусловлена действием нескольких факторов, главными из которых есть электростатиче
Коагуляция гидрофобных золей.
Коагуляция – это процесс уменьшения дисперсности системы за счет укрупнения частиц дисперсной фазы. Повлечь коагуляцию гідрофобних золів может любой фактор, что нарушает агрегативну
Стабилизация золей.
В результате взаимодействия со средой на поверхности частиц дисперсной фазы возникают сольватні слои. Однако в большинстве ліофобних золів сольватний слой незначительный и поэтому н
Медицині та біофармації
Клітини організмів та міжклітинна рідина побудовані з високомолекулярних сполук – білків, нуклеїнових кислот, полісахаридів та змішаних біополімерів (глюкопротеїдів, ліпопротеїдів тощо).ВМС входять
Класифікація високомолекулярних сполук
ВМС класифікують за різними ознаками.
1. За походженням ВМС поділяють на три групи:
- Природні, які утворюються в процесі біосинтезу (білки, нуклеїнові кислоти, по
Властивості високомолекулярних сполук
Фазові і фізичні стани ВМС. Усі полімери внаслідок великої молекулярної маси нелеткі. Вони розкладаються за перегонки навіть у найбільшому вакуумі. Температура їх розкладання значно нижча за темпер
Розчини ВМС, їх одержання і загальні властивості.
Високомолекулярні сполуки мають здатність розчинятись у тому чи іншому розчиннику, утворюючи розчини ВМС. При цьому залежно від спорідненості ВМС до розчинника можуть утворюватись як істинні, так і
Новости и инфо для студентов