Коми филиал ГБОУ ВПО Кировская государственная медицинская академия Минздравсоцразвития России
Кафедра химии, физики и биологии
Занятие № 13 по Химии.
Руководство для студентов.
Тема: Основы химической термодинамики
Содержание темы: Основные понятия термодинамики: система, типы систем, состояние системы, процессы, виды процессов, внутренняя энергия, теплота, работа, термодинамические функции. Первый закон термодинамики, энтальпия. Стандартная энтальпия образования вещества. Закон Гесса и его следствия. Энтальпия химических реакций. Термохимические расчеты. Калорийность продуктов питания. Второй закон термодинамики. Энтропия системы. Энергия Гиббса и его связь с энтальпией и энтропией системы. Термодинамический критерий самопроизвольного протекания процессов.
Разделы, выносимые на самостоятельную проработку: I начало термодинамики в применении к живым системам. Расчет калорийности продуктов питания (СОХЖ с. 83-84).
Письменное задание для самостоятельной работы. Разберите пример решения типовой задачи 3 и рассчитайте калорийность продуктов питания (по вариантам).
Вариант |
Название |
Масса, г. |
Состав, % |
||
Белки |
Жиры |
Углеводы |
|||
1 |
Кефир, 1 стакан |
200 |
2,8 |
3,2 |
4,1 |
Яйцо, 1 шт. |
60 |
12,7 |
11,5 |
0,7 |
|
2 |
Шоколад, 1 плитка |
60 |
8,1 |
39,0 |
46,8 |
Чипсы, 1 пакет |
30 |
4,8 |
38,0 |
52,5 |
|
3 |
Семечки, 1 стакан |
150 |
16,1 |
66,9 |
9,9 |
Пирожное, 1 шт. |
80 |
4,9 |
21,3 |
50,2 |
Домашнее задание для подготовки к занятию: СОХЖ с. 73-92, ЕОХ с. 21-32.
Разберите примеры: 1,2,3 и ГЗХ 3,5,7,8, гл.V.
Письменно выполните задания:
1. Пользуясь табличными данными, рассчитайте тепловые эффекты следующих реакций:
а) С2Н5ОН (г) + 1/2 О2 (г) → СН3СООН (ж) + Н2О (ж) б) С6Н12О6 (т) → 2С2Н5ОН (ж) + 2СО2 (г)
2. Рассчитайте тепловой эффект реакции гидратации 2,24 л этилена до этилового спирта в стандартных условиях.
3. Вычислите стандартную теплоту образования сахарозы C12H22O11 если тепловой эффект реакции:
C12H22O11(Т) + 12О2 (г)→ 12СО2(г)+ 11Н2О(Ж) равен - 5694 кДж.
4. Ферментативное дегидрирование пропанола-2 протекает по следующему уравнению:
Фермент
+ Н2
Определите, какое количество энергии выделится или поглотится при этом, если известны энтальпии сгорания веществ (кДж/моль): ΔН°298(пропанола) = -2002, ΔН°298(ацетона)= -1789, ΔН°298(Н2)= - 285.
5. Напишите уравнение реакций, тепловой эффект которых был бы стандартной теплотой образования глюкозы; азотной кислоты; аммония хлорида.
6. Рассчитайте, сколько энергии получает грудной малыш при искусственном вскармливании 100 г молочной смеси "Детолакс", имеющей состав: белки 13,7%, жиры 27%, углеводы 53%. Сколько такой смеси требуется ребенку массой 4 кг, если суточная потребность энергии у детей первых трех месяцев жизни составляет в среднем 500 кДж/кг или 120 ккал/кг.?
7. Подсчитайте калорийность традиционного завтрака англичан, съедающих около 300 г овсяной каши, имеющей состав: белки 9%, жиры 1,4%, углеводы 70%.
8. Стандартная теплота образования NH3 и РН3 равна соответственно -46,2 и +5,1 кДж/моль. Кокой следует сделать вывод из этих данных об относительной устойчивости молекул NH3 и РН3?
9. Не проводя расчета, определите, как изменяется энтропия в следующих реакциях:
NH3 (г) + НС1 (г) → NH4C1 (т) СОС12 (г) → СО2 (г) + С12 (г) РС13 (г) + С12 (г) → РС15(г)
1 0. Определите возможность самопроизвольного протекания в стандартных условиях следующей реакции:
→ СН3СН2ОН(Ж)
11. Дайте заключение о направлении самопроизвольного протекания реакции при 370 С определите, какой фактор: энтальпийный или энтропийный оказался решающим:
СН3СООС2Н5 (Ж) + Н2О (ж) → СНзСООН (ж) + С2Н5ОН (ж)
Для этилацетата: ΔН°о6р= -469,5 кДж/(мольК), S°298= 259 кДж/(мольК); для СН3СООН: S°298= 160 кДж/(мольК)
12. Определите, каким процессом в организме: экзо - или эндоэргоническим является окисление молочной кислоты в пировиноградную (при 37°С):
фермент
Если известны: для молочной кислоты, пировиноградной кислоты
ΔН°о6р, кДж/моль -673 -586
S°298, Дж/(моль-К) 192 179