Энергетика химических процессов Химическое равновесие

Обратный осмос - процесс фильтрации растворов под давлением, превышающим осмотическое, через мембраны, пропускающие растворитель и задерживающие молекулы и ионы растворенных веществ. В основе этого метода лежит явление осмоса - самопроизвольного перехода растворителя через полупроницаемую перегородку в раствор. Давление, при котором наступает равновесие, называется осмотическим. Если со стороны раствора приложить давление, превышающее осмотическое, то перенос растворителя будет осуществляться в обратном направлении - обратный осмос. Обратный осмос - метод опреснения и обессоливания воды, широко используемый в энергетике, в медицинской, пищевой, химической промышленности, а также для улучшения качества технической и питьевой воды. Исключительный интерес представляет применение обратного осмоса для очистки промышленных и бытовых стоков. [c.563]

Химические реакции сопровождаются энергетическими эффектами, т. е. происходит выделение или поглощение энергии. Изучение энергетики химических процессов составляет основу химической термодинамики, в которой объясняются также причины установления между взаимодействующими веществами химического равновесия. [c.124]

Настоящий раздел практикума посвящен экспериментальным приемам, использующимся при изучении биоэнергетических механизмов тканей животных. Употребление понятия биоэнергетика применительно к данному разделу требует некоторых пояснений. Любую ферментативную реакцию можно характеризовать как с точки зрения химического механизма и скорости ее протекания, так и с позиций энергетики — установление констант равновесия отдельных стадий или суммарного процесса, непосредственно связанных с термодинамическими понятиями и величинами. Тем не менее, говоря о биоэнергетике, обычно подразумевают реакции, приводящие к эндергоническому образованию АТФ из АДФ и неорганического фосфата. К таким реакциям относятся дыхательное фосфорилирование, фотофосфорилирование и реакции субстратного фосфорилирования АДФ, связанные с гликолизом и протеканием цикла трикарбоновых кислот. В силу традиции исследования в области биоэнергетики на кафедре биохимии МГУ ограничены тканями животного происхождения. С количественной же точки зрения реакции дыхательного фосфорилирования заведомо превалируют над гликолизом и субстратным фосфорилированием в цикле трикарбоновых кислот. Таким образом, настоящий раздел практикума фактически посвящен описанию экспериментальных подходов к изучению метаболизма митохондрий — внутриклеточных органелл, ответственных за дыхательное фосфорилирование. [c.403]

Выделяется этап в развитии химии, который характеризуется возникновением (конец XIX в.) и развитием учения о химическом процессе — о его принципиальной возможности и условиях протекания. Это было вызвано резким возрастанием потребностей и масштабов производства продуктов химической переработки нефтяного сырья. Учение о химическом процессе рассматривает энергетику химических процессов, химическое равновесие и условия его смещения, кинетику и механизмы реакций и т. д. [c.6]

Для обоснования теории химических процессов большое значение имеет химическая термодинамика. Она изучает энергетику различных физико-химических процессов (главным образом химических реакций) и равновесия в них. [c.78]

Курс химии, ориентированный на формирование и развитие системы понятий о химической реакции, совершенно непохож на описанные выше. Например, курс для колледжей, разработанный в США коллективом авторов во главе с Ж. С. Пимента-лем под редакцией Г. Т. Сиборга [17]. В нем после вводных глав, связанных с описанием общего подхода к научным исследованиям, идет глава, которая так и называется Химические реакции , затем рассматривается поведение газов, кинетическая теория с расчетами, энергетика химических реакций, их скорость, химическое равновесие, растворение как равновесный процесс и электролитическая диссоциация. Среди тем дважды встречается периодическая система элементов в связи со строением атома. Свойства элементов изучаются не по группам, а по периодам. Особо выделены только галогены, соединения углерода и щелочноземельные металлы. Это по-строение интересно тем, что, наряду с теоретическими химическими темами, рассматривается и химия элементов, в то время как нередко разработка такого курса сводится к тому, что мы называем общей химией. В отечественной школе, к сожалению, делается мало попыток для создания курса химии такого построения. [c.37]

В общетеоретическую часть включены вопросы строения вещества, энергетики и кинетики химических реакций, растворов, окислительно-восстановительных и электрохимических процессов, а также обзор свойств элементов и их соединений. Рассмотрено строение вещества на атомном, молекулярном и надмолекулярном уровне, а также строение кристаллов. Изложены общие закономерности протекания химических реакций, в том числе основы химической термодинамики и химической кинетики. Большое внимание уделено тепловым эффектам и направленности химических реакций, химическому, фазовому и адсорбционному равновесию. Изложены кинетика гомогенных и гетерогенных реакций, цепных и фотохимических реакций и основы катализа. Освещены дисперсные системы, коллоидные и истинные растворы, большое внимание уделено растворам электролитов. Рассмотрены термодинамика и кинетика окислительно-восстановительных и электрохимических процессов, коррозия и защита металлов. Выполнен обзор свойств химических элементов и их простых соединений, рассмотрены строение и свойства комплексных и органических соединений. [c.3]

В этой главе рассмотрены представления химической кинетики и химического равновесия, катализа и энергетики химических реакций. Это очень важные вопросы для глубокого понимания химических и биологических процессов, с чем вы встретитесь в дальнейшем, особенно при изучении специальных дисциплин. Так, например, установлено, что пищевые продукты при окислении в организме выделяют такое же количество энергии, как и при сжигании их до тех же конечных веществ. Принимаемые организмом из внешней среды разнообразные вещества в итоге превращаются в вещества самого организма. В то же время вещества живого организма разлагаются, выделяя продукты разложения и энергию во внешнюю среду. Эти процессы согласованы между собой и обеспечивают самовосстановление и самосохранение живого тела. [c.137]

Учение о химическом равновесии, некоторые положения которого были изложены в предыдущей главе, являются составной частью термодинамики. В настоящее время наряду с термодинамикой равновесных систем успешно развивается термодинамика необратимых процессов, приобретаю/цая большое значение в самых различных областях науки и техники, в частности при изучении биологических процессов. Химическая термодинамика—один из разделов термодинамики равновесных систем — вскрывает основные законы энергетики химического равновесия. [c.60]

Динамический характер обратимых реакций становится более очевидным при рассмотрении констант скорости для прямого и обратного процессов. Примечательно, что законы химического равновесия были установлены сначала в результате осмысливания причин, влияющих на скорость реакций, а не путем непосредственного изучения равновесий. Впоследствии оказалось возможным установить количественную зависимость между свойствами равновесий и энергетикой реакций. Эти вопросы рассматриваются в рамках химической термодинамики, которой посвящена гл.17. [c.238]

Результатом обработки физико-химических опытов является мысленная модель химического процесса, включающая схему основных и побочных реакций, данные по равновесию, энергетике и кинетике, и т. д. На основе этой мысленной модели осуществляют ориентировочный выбор технологической схемы и аппаратуры. [c.24]

Энергетика химических превращений. Внутренняя энергия. Энтальпия. Энтальпия образования. Закон Гесса. Термохимические расчеты. Направление химических реакций. Энергетический и энтропийный факторы. Энергия Гиббса, Энергия Гиббса образования. Химическое равновесие. Характеристика глубины протекания процесса. Константа химического равновесия. Смещение химического равновесия. Химическая кинетика. Энергия активации. Активированный комплекс. Механизм химических реакций. Катализ. Управление глубииой и скоростью химического процесса. [c.112]

Центральным в химии является учение о превращениях веществ, в том числе об энергетике и кинетике химических реакций. Усвоение этого учения позволит предсказывать возможность и направление химических и физико-химических процессов, рассчитывать энергетические эффекты и энергозатраты, скорость получения и выход продуктов реакции, воздействовать на скорость химических процессов, а также предупреждать нежелательные реакции в тех или иных устройствах, установках и приборах. Учению об энергетике, равновесии и скорости химических процессов посвящены три главы раздела. [c.116]

В предыдущих разделах вы познакомились со строением вещества, энергетикой и кинетикой химических реакций, химическим равновесием, обменными и окислительно-восстановительными реакциями. На базе общетеоретических положений в данном разделе будут рассмотрены некоторые вопросы химии, имеющие важное значение для определенных групп специальностей. Наряду с изложением свойств большого числа различных веществ и их областей использования будут рассмотрены и некоторые процессы, такие как ядерно-химические, а также взаимосвязь химии и экологии и химическая идентификация. [c.341]

Таким образом, влияние растворителя на равновесный химический процесс (1У-1) определяется энергетикой сольватации участников процесса. Переходя от свободной энергии к константам равновесия, получаем уравнение, характеризующее влияние растворителя на константу равновесия процесса (1У-1) [c.60]

Химическая термодинамика рассматривает энергетику химических реакций, химическое сродство, фазовые и химические равновесия, зависимости термодинамических свойств веществ от их состава и агрегатного состояния. Основной особенностью термодинамического подхода является то, что он учитывает лищь начальное и конечное состояние веществ и совсем не учитывает возможные пути перехода, а также скорости протекания процессов. В термодинамике щироко используется понятие термодинамическая система. Она представляет изолированную часть пространства, содержащую тело или совокупность тел с больщим числом частиц, для которой возможен массо- и теплообмен. Химическая система, в которой могут протекать химические реакции,— частный случай термодинамической системы. Система называется изолированной, если для нее отсутствует массо- и теплообмен с окружающей средой. Однофазная система называется гомогенной, многофазная система — гетерогенной. Реакции, протекающие во всем объеме гомогенной системы, называются гомогенными реакциями, протекающими на границе раздела фаз,— гетерогенными. [c.148]

Хотя термодинамика, или энергетика, как ее иногда называют, является мощным орудием исследования, она не всемогуща. С ее помощью можно предсказать максимальную работу, которую можно получить в определенном процессе, определить состояние равновесия, максимально возможные выходы, оптимальную температуру и давление для данной реакции, выбрать наиболее подходящий растворитель и т. д. Термодинамика может ответить на вопрос о том, будет ли данная химическая реакция протекать преимущественно в желаемом направлении, но она ничего не может сказать о том, какое время требуется для этого или каков путь (механизм), по которому пойдет такая реакция. Известно, что целлюлоза деревянного стола при температуре возгорания будет самопроизвольно реагировать с кислородом воздуха, давая двуокись углерода, воду и тепло, причем это направление реакции является предпочтительным. Мы можем даже вычислить, сколько выделится при этом тепла. Однако термодинамика ничего не может сказать нам о величине и свойствах энергетического теплового барьера, который должен быть преодолен, прежде чем реакция начнет протекать самопроизвольно. Скорости и механизмы реакций рассматриваются в разделе физической химии, называемом кинетикой, которая будет обсуждаться в гл. 6. Термодинамика изучает в основном конечные, т. е. равновесные, состояния, тогда как кинетика — промежуточные. [c.59]

Современная биология широко использует физическую химию. Все процессы в живом организме связаны с превращением вещества и энергии, а именно эти превращения изучает физическая химия. Основоположник отечественной физиологии И. М. Сеченов писал Физиолог — это физико-химик, имеющий дело с явлениями в животных организмах . Ту же мысль высказал позднее другой выдающийся физиолог — И. П. Павлов ...клетка в некотором отношении похожа на физико-химичес-кую лабораторию. Понятно, что там надо ждать и всех тех явлений, которые бывают при физико-химических процессах . Для иллюстрации справедливости этих высказываний достаточно перечислить некоторые актуальные проблемы современной биологии, решение которых основано на применении законов физической химии термодинамика и энергетика биопроцессов, осмотические явления и мембранные равновесия, окислительно-восстановительные процессы и редокс-потенциалы в физиологических средах, кинетика биологических процессов, ферментативный катализ и т. д. [c.8]

Учебник соответствует програглме курса по общей химии для кехи>, ических вузов и представляет собой общетеоретическую, единую для всех вузов часть курса. Излагаются современные представления о структуре электронных оболочек атомов, периодическом законе и системе элег-, ентов Д. И. Менделеева, хи лическоп связи, строении молекул и кристаллов. Освещаются вопросы энергетики химических процессов, проблемы коррозии металлов и борьбы с ней, физико-химические свой-ств.а органических поли.меров. Впервые гетерогенные равновесия рассматриваются в аспекте правила фаз. Подробно описаны общие свойства металлов и сплавов. Во второ л издании внесены необходимые исправления, в разделе Химическая связь более подробно изложен метод молекулярных орбиталей. [c.2]

Справочник по обшей и неорганической химии является пособием для студентов 1 курса химических и химико-технологических специальностей, изучающих энергетику химических реакций (тепловые эффекты реакций, химическое равновесие, скорости химических реакций, лектрохимические,процессы, электролиз). В Справочнике кратко излагаются основы теории, а также приводятся типовые задачи с решениями и таблицы различных физико-химических величии необходимых для самостоятельного решения задач и закрепления изученного материала. [c.2]

Прн химических преврянтениях в гетерогенных системах существенную роль играют фазовые переходы, об энергетике которых см. гл. IV, 4. При установлении химических раиновесип в гетеро-ренных системах устанавливаются и фазовые равновесия, т. е. гетерогенные равновесия в процессах перехода вещества из одной фазы в другую, которые могут и не сопровождаться изменением химического состава этого вещества. [c.98]

На рис. 6.1 показана примерная (хотя не единственно возмож-налХ схема разработки нового технологического процесса. Вначале проводят физико-химические опыты, распадающиеся на две основные части исследование равновесия и энергетики реакции и исследование ее кинетики. В случае достаточно сложной реакции результаты этих опытов, как правило, обрабатывают с помощью ЭВМ. При этом уже с самого начала возникают обратные связи ход обработки может показать, что опытных данных недостаточно или что какие-то из них нуждаются в уточнении. Таким образом, последующая стадия влияет на предыдущую. Подобные обратные связи возникают на всех этапах работы, хотя не все они показаны на схеме. [c.27]

Тот факт, что в процессе равновесного заряжения число агрегации может сильно измениться, создает неудобства для расчетов. Если мы хотим выделить электростатическую энергию мицеллы заданного размера, то необходимо выключить ее из диффузионного равновесия с раствором. Здесь, как и в предыдущей главе, мы приходим к необходимости использования фундаментальных уравнений типа (29.1), в которых собственно мц-целле приписываются другие значения химических потенциалов ( X ), чем в окружающей среде. Хотя мицелла внутри себя может быть равновесной, по отношению к раствору она играет роль лишь источника внешнего поля (по мере заряжения мицеллы это поле приобретает все более электрический характер). Особенностью нашего процесса заряжения будет то, что он проводится при закреплении не только общего числа каждого сорта частиц, но и чисел агрегации. Что касается неагрегиро-ванных ионов и. молекул, также влияющих на энергетику системы, то они свободно и равновесно распределяются по всему объему мицеллярной ячейки как в исходном, так и в конечном состоянии процесса заряжения. В этих условиях из (29.1), (28.33) — (28.36) и (28.46) получаем выражения для работы зарял<ения [c.158]

Представления о процессах, приводящих к возникновению электролитного раствора, развивались рядом исследователей Хальбан, 1948 Смит и Эллиот, 1950 Корней, 1963 Шатенштейн, 1955 Кольтгоф и Брукенштейн, 1956]. В наиболее общем виде схема равновесий, учитывающая как химические взаимодействия в системе, так и энергетику равновесий процессов была разработана Н. А. Измайловым (1955—1959 гг.). [c.106]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология