1 Расчет изменения энтропии в химическом процессе, термодинамические потенциалы. Энергия Гиббса, энергия Гемгольца
2 Поверхностно-активные и поверхностно-инактивные вещества. Адсорбционная активность ПАВ. Изотерма мономолекулярной адсорбции
Задания
Список использованных источников
1. Расчет изменения энтропии в химическом процессе, термодинамические потенциалы. Энергия Гиббса, энергия Гемгольца.
Энтропия - это функция состояния системы, ее изменение не зависит от пути протекания процесса. Так, энтропия равновесной системы равна сумме энтропий отдельных её частей, а изменение энтропии всей системы равно сумме изменений энтропии её частей. Изменение энтропии в сложном процессе равно сумме изменений энтропии в отдельных стадиях процесса. Второе начало термодинамики утверждает, что в изолированной системе самопроизвольно могут протекать только такие процессы, которые ведут к увеличению неупорядоченности системы, т. е. к росту ее энтропии. Поэтому иногда энтропию называют мерой беспорядка: чем менее упорядочено вещество, тем больше его энтропия. Например, энтропия одного моля воды при температуре 298 К и давлении 0,1013 МПа в зависимости от агрегатного состояния воды равна: H2O(кр) = 39,3 Дж/(моль К); H2O(ж) = 70,0 Дж/(моль К); H2O(г) = 188,7 Дж/(моль К). Энтропия данного количества вещества увеличивается по мере усложнения молекул. Например, при 298 К и 0,1013 МПа энтропия одного моля СО(г) равна 197,4, а СО2(г) - 213 Дж/(моль К).
2. Поверхностно-активные и поверхностно-инактивные вещества. Адсорбционная активность ПАВ. Изотерма мономолекулярной адсорбции.
Все растворимые вещества по их способности адсорбироваться на границе жидкость – воздух можно разделить на две группы: поверхностно-активные вещества и поверхностно-инактивные вещества. Поверхностно-активные вещества (ПАВ) способны накапливаться в поверхностном слое. Это явление называется положительной адсорбцией.
Положительная адсорбция происходит, если:
- поверхностное натяжение растворяемого вещества меньше поверхностного натяжения растворителя (при этом уменьшается свободная энергии поверхности);
- растворимость вещества сравнительно невысока.
К ПАВ относятся жирные кислоты с достаточно большим углеводородным радикалом, соли этих кислот (мыла), сульфокислоты и их соли, высокомолекулярные спирты, амины. Характерной особенностью строения всех ПАВ является их дифильность, т.е. то, что они состоят из двух частей – полярной группы и неполярного углеводородного радикала. Полярная группа обусловливает сродство вещества к воде, а гидрофобный углеводородный радикал является причиной пониженной растворимости в воде.
Задания
1. Напишите структурные формулы изомеров гексана и пентина и назовите их по систематической номенклатуре.
а) CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 - гексан
1) CH3-CH(CH3)-CH2-CH2-CH3 - 2-метил-пентан
2) CH3-CH2-CH(CH3)-CH2-CH3 - 3-метил-пентан
3) CH3-C(CH3)2-CH2-CH3 - 2-диметил-бутан
4) CH3-CH(CH3)-CH(CH3)-CH3 - 2,3- диметил-бутан
2. Предложите схему получения 3-нитробензойной кислоты из этиленбензола в две стадии. Укажите условия реакции.
Карбоксильная группа СООН — мета-ориентант, поэтому при нитровании бензойной кислоты образуется 3-нитробензойная кислота. Нитрование проводится концентрированной азотной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты.
Бензойную кислоту можно получить из этилбензола действием подкисленного раствора перманганата калия.
1. Осянин, В.А. Нитрование: Практикум /В.А. Осянин, Ю.Н. Климочкин. — Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2007. — 126 с.
2. Травень, В.Ф. Органическая химия в 2 т /В.Ф. Травень. — Москва: «Академкнига», 2004.
3. Шабаров, Ю.С. Органическая химия /Ю.С. Шабаров. — Москва: «Химия», 2000.
