Самостоятельная работа № 1
Тема: Природные источники углеводородов и их переработка
Цель: Изучить многообразие органических веществ, получаемых из природного газа, нефти и каменного угля и способы их получения.
Вид задания: ответы на вопросы, составление схемы.
Пояснения к работе:
Основными источниками получения углеводородов являются природный и попутный нефтяные газы, нефть и уголь. Все эти вещества являются не только топливом, но и химическим сырьём для получения огромного количества веществ: полимеров, синтетических каучуков, красителей, поверхностно-активных веществ (ПАВ), лекарственных препаратов и др.
Студенты должны изучить материал темы по учебнику и составить конспект.
Задание
Дайте ответы на следующие вопросы:
1. Каков состав природного газа и попутных нефтяных газов? Каково применение каждой фракции?
2. Каковы главные фракции нефти, их состав и применение?
3. Какие способы переработки нефти вы знаете?
4. Что такое крекинг, каковы его виды? Составьте уравнения возможных реакций, протекающих при крекинге пентана.
5. Что такое пиролиз и риформинг?
6. Составьте схему: продукты переработки нефти.
7. Что такое коксование каменного угля, какие продукты получают при этом процессе?
Литература:
Артеменко А.И. Органическая химия. Учеб. для студентов средних спец. учеб. заведений. – М.: В. школа, 2000. – стр. 39 – 43.
Работа рассчитана на 2 часа
Самостоятельная работа № 2
Тема: Поверхностно-активные вещества
Цель: Изучить строение, классы и значение поверхностно-активных веществ.
Вид задания: реферат либо составление конспекта
Пояснения к работе:
Поверхностно-активные вещества (ПАВ) – это химические соединения, которые адсорбируются на поверхности и снижают поверхностное натяжение. Благодаря этому свойству, ПАВ широко используются в качестве моющих средств не только в быту, но и в ЦБП для промывания сеток, сукон бумагоделательных машин. Молекулы ПАВ содержат две группы: неполярную (углеводородный радикал, содержащий 10 – 18 атомов углерода) и полярную (- СООН, - COONa, - SO3Na, - OH и др.). Благодаря такому двойственному строению, они располагаются упорядоченно на границе раздела неполярной и полярной фаз и снижают поверхностную энергию.
Задание
Составьте конспект ответа по теме по плану:
1. Что такое ПАВ?
2. Строение молекулы ПАВ, сделайте рисунок, как ориентируются молекулы ПАВ при растворении в воде.
3 Классификация ПАВ:
а) анионоактивные ПАВ (определение, примеры веществ, их строение и свойства);
б) катионоактивные ПАВ (определение, примеры веществ, их строение и свойства);
в) неионогенные и амфолитные ПАВ (определение, примеры веществ, строение и свойства).
4. Синтетические моющие средства, их виды, схема моющего воздействия.
Литература:
Артеменко А.И. Органическая химия. Учеб. для студентов средних спец. учеб. заведений. – М.: В. школа, 2000. – стр. 484 – 491.
Работа рассчитана на 2 часа
Самостоятельная работа № 3
Тема: Химическая термодинамика.
Цель: Закрепление знаний по теме, развитие навыков работы со справочной литературой и решения расчетных задач.
Вид задания: решение задач.
Пояснения к работе
Для расчета теплового эффекта реакции используется закон Гесса: Тепловой эффект химической реакции не зависит от пути процесса, а зависит только от начального и конечного состояний системы.
Из закона Гесса вытекает следствие, что тепловой эффект реакции равен разности теплот образования продуктов реакции и теплот образования исходных веществ:
∆Нреакции = (∑νi ∙ ∆Нi˚)продуктов – (∑νi ∙∆Нi˚)исх. веществ
Стандартные теплоты образования (∆Нi˚) даны в справочниках.
Для определения направления протекания реакции используют уравнение Гиббса: ∆G= ∆Н–Т∆S
где ∆G - изобарно-изотермический потенциал. Если ∆G < 0, то реакция будет протекать в прямом направлении.
Пример решения задачи:
Определить возможность протекания реакции Н2 + Сl2 = 2НС1(газ) при 298 К.
Решение:
Из справочника выписываем значения стандартных теплот образования и энтропии образования для каждого вещества. Рассчитываем
∆Н, ∆S и ∆G реакции:
∆Нреакции = 2 ∙ ∆Н°(НС1газ) – ∆Н°(Н2) – ∆Н°(С12) = 2 ∙ (- 92,30) – 0 – 0 = -184,6 кДж/моль
∆Sреакции = 2 ∙ ∆S°(НС1газ) – ∆S°(Н2) – ∆S°(С12) = 2 ∙ 186,7– 130,6 – 223,0 = 19,8 Дж/моль К
∆Gреакции = (-184600) - 298 ∙ 19,8 = - 190500,4 Дж/ моль = - 190,5 кДж/моль
Ответ: Поскольку ∆Gреакции < 0, то данная реакция при 298 К будет протекать в прямом направлении.
Задание
Вариант.1
1.Для данной реакции: Р2О5 + Н2О - 2 НРО3
определите:
а) тепловой эффект при 298 К;
б) укажите, какая это реакция (экзо- или эндотермическая)
в) рассчитайте, как изменяется энтропия в данной реакции
г) определите направление протекания этой реакции при 350 К.
2. При соединении 21 г железа с серой выделилось 36,54 кДж. Вычислите теплоту образования сульфида железа.
Вариант 2.
1. Для данной реакции: 2С2Н2 + 5О2 = 4СО2 + 2Н2О
определите:
а) тепловой эффект при 298 К;
б) укажите, какая это реакция (экзо- или эндотермическая)
в) рассчитайте, как изменяется энтропия в данной реакции
г) определите направление протекания этой реакции при 320 К.
2. Сколько теплоты выделится при взрыве 25,2 л гремучего газа, взятого при н.у.? Теплота образования водяного пара равна - 242 кДж/моль,
Вариант 3.
1. Для данной реакции: CS2 + 3О2 = СО2 + 2SO2
определите:
а) тепловой эффект при 298 К;
б) укажите, какая это реакция (экзо- или эндотермическая)
в) рассчитайте, как изменяется энтропия в данной реакции
г) определите направление протекания этой реакции при 300 К.
2. По теплотам образования оксидов магния, цинка и меди (II) определите, какой из оксидов наиболее устойчив, а какой наиболее легко разлагается при нагревании. Почему?
Литература
Велик В. В. Физическая и коллоидная химия: учебник для студ. сред. проф. учеб. заведений. - М. Издательский центр «Академия», 2006. с. 34 - 69.
Работа рассчитана на 2 часа