Федеральное агентство по образованию

Ангарская государственная техническая академия

Кафедра химии

Курсовая работа

по дисциплине «Химия»

Тема:

Определение термодинамической возможности

протекания химических процессов в реакции:

Исполнитель: *********.

студентка группы ЭУПу-08-10

Руководитель:

доцент кафедры химии

Кузнецова Т.А.

Ангарск 2009

Задание к курсовой работе

1. Привести физико-химическую характеристику всех участников реакции и способов их получения.

2. Рассчитать тепловой эффект реакции H2+Cl2=2HCl при стандартных условиях и при температуре = 1000 К.

3. Рассчитать изменение энтропии химической реакции при стандартных условиях и при температуре = 1000 К.

4. Определить возможность протекания реакции H2+Cl2=2HCl при стандартных условиях и при температуре = 1000 К.

5. Используя метод Темкина-Шварцмана рассчитать при температуре = 1200, =1500. Построив зависимость графически определить температуру, при которой процесс возможен, как самопроизвольный в прямом направлении.

6. Рассчитать константу равновесия при температуре = 1000 К, = 1200, =1500.

Содержание

• 1. Теоретическая часть
• 1.1 Этанол и его свойства
• 1.2 Способы получения этанола
• 1.3 Применение
• 1.4 Этилен. Физические и химические свойства
• 1.5 Получение этилена
• 1.6 Применение
• 1.7 Вода
• 2. Расчетная часть
• 2.1 Нахождение теплового эффекта реакции
• 2.2 Расчет изменения энтропии химической реакции
• 2.3 Определение возможности протекания реакции
• 2.4 Расчет при температуре используя метод Темкина - Шварцмана
• 2.5 Расчет константы равновесия
• 3. Заключение
• 4. Список литературы
• Приложение

Винокуренные заводы

Гидролизное производство

Для гидролизного производства применяется сырьё, содержащее целлюлозу - древесина, солома.

Отходами бродильного производства являются барда и сивушные масла

Гидратация этилена

В промышленности, наряду с первым способом, используют гидратацию этилена. Гидратацию можно вести по двум схемам:

прямая гидратация при температуре 300 °C, давлении 7 МПа, в качестве катализатора применяют ортофосфорную кислоту, нанесённую на силикагель, активированный уголь или асбест:

CH₂=CH₂ + H₂O > C₂H₅OH

гидратация через стадию промежуточного эфира серной кислоты, с последующим его гидролизом (при температуре 80--90 °С и давлении 3,5 МПа):

CH₂=CH₂ + H₂SO₄ > CH₃-CH₂-OSO₂OH (этилсерная кислота)

CH₃-CH₂-OSO₂OH + H₂O > C₂H₅OH + H₂SO₄

Эта реакция осложняется образованием диэтилового эфира.

Очистка этанола

Этанол, полученный путём гидратации этилена или брожением, представляет собой водно-спиртовую смесь, содержащую примеси. Для его промышленного, пищевого и фармакопейного применения необходима очистка. Фракционная перегонка позволяет получить этанол с концентрацией около 95.6 % об.; эта неразделимая перегонкой азеотропная смесь содержит 4.4 % воды (вес.) и имеет температуру кипения 78.2 °C.

Перегонка освобождает этанол как от легколетучих, так и от тяжёлых фракций органических веществ (кубовый остаток).

Абсолютный спирт

Абсолютный спирт -- этиловый спирт, практически не содержащий воды. Кипение при температуре 78,39 °C в то время как спирт спирт-ректификат, содержащий не менее 4,43 % воды кипит при температуре 78,15 °C. Получают перегонкой водного спирта, содержащего бензол, и другими способами.

1.3 Применение

Топливо

Этанол может использоваться как топливо (в т. ч. для ракетных двигателей, двигателей внутреннего сгорания).

Химическая промышленность

Служит сырьём для получения многих химических веществ, таких, как ацетальдегид, диэтиловый эфир, тетраэтилсвинец, уксусная кислота, хлороформ, этилацетат, этилен и др.;

Широко применяется как растворитель (в красочной промышленности, в производстве товаров бытовой химии и многих других областях);

Является компонентом антифриза.

Медицина

Этиловый спирт в первую очередь используется как антисептик

как обеззараживающее и подсушивающее средств, наружно;

растворитель для лекарственных средств, для приготовления настоек, экстрактов из растительного сырья и др.;

консервант настоек и экстрактов (минимальная концентрация 18 %)

Парфюмерия и косметика

Является универсальным растворителем различных душистых веществ и основным компонентом духов, одеколонов и т. п. Входит в состав разнообразных лосьонов.

Пищевая промышленность

Наряду с водой, является необходимым компонентом спиртных напитков (водка, виски, джин и др.). Также в небольших количествах содержится в ряде напитков, получаемых брожением, но не причисляемых к алкогольным (кефир, квас, кумыс, безалкогольное пиво и др.). Содержание этанола в свежем кефире ничтожно (0,12 %), но в долго стоявшем, особенно в тёплом месте, может достичь 1 %. В кумысе содержится 1?3 % этанола (в крепком до 4,5 %), в квасе -- от 0,6 до 2,2 %. Растворитель для пищевых ароматизаторов. Применяется как консервант для хлебобулочных изделий, а также в кондитерской промышленности

1.4 Этилен. Физические и химические свойства

1.5 Получение этилена

1) Этилен в лаборатории получают при нагревании смеси этилового спирта с концентрированной серной кислотой;

2) Углеводороды ряда этилена можно получить также дегидрированием предельных углеводородов;

3) На производстве этилен получают из природного газа и в процессе крекинга нефти;

4) Углеводороды ряда этилена можно получить при взаимодействии дигалогенопроизводных предельных углеводородов с металлам;

5) При действии спиртовых растворов щелочей на галогенопроизводные отщепляется галогеноводород и образуется углеводород с двойной связью.

1.6 Применение

Этилен используют для ускорения созревания плодов (например, помидоров, дынь, апельсинов, мандаринов, лимонов, бананов), дефолиации растений, снижения предуборочного опадения плодов, для уменьшения прочности прикрепления плодов к материнским растениям, что облегчает механизированную уборку урожая. В высоких концентрациях этилен оказывает на человека и животных наркотическое действие.

1.7 Вода

Вода обладает рядом необычных особенностей:

ь При таянии льда его плотность увеличивается (с 0,9 до 1 г/смі). Почти у всех остальных веществ при плавлении плотность уменьшается.

ь При нагревании от 0 °C до 4 °C (3,98 °C -- точно) вода сжимается. Благодаря этому могут жить рыбы в замерзающих водоёмах: когда температура падает ниже 4 °C, более холодная вода, как менее плотная, остаётся на поверхности и замерзает, а подо льдом сохраняется положительная температура.

ь Высокая температура и удельная теплота плавления (0 °C и 333,55 кДж/кг), температура кипения (100 °C) и удельная теплота парообразования (2250 КДж/кг), по сравнению с соединениями водорода с похожим молекулярным весом.

ь Высокая теплоёмкость жидкой воды.

ь Высокая вязкость.

ь Высокое поверхностное натяжение.

ь Отрицательный электрический потенциал поверхности воды.

Химические свойства

Вода является хорошим растворителем полярных веществ. Каждая молекула растворяемого вещества окружается молекулами воды, причём положительно заряженные участки молекулы растворяемого вещества притягивают атомы кислорода, а отрицательно заряженные -- атомы водорода. Поскольку молекула воды мала по размерам, много молекул воды могут окружить каждую молекулу растворяемого вещества.

В воде практически всегда растворены те или иные соли, то есть в ней присутствуют положительные и отрицательные ионы. Благодаря этому вода проводит электричество.

Чистая (не содержащая примесей) вода -- хороший изолятор.

Вода имеет показатель преломления n=1,33 в оптическом диапазоне. Однако она сильно поглощает инфракрасное излучение, и поэтому водяной пар является основным естественным парниковым газом, отвечающим более чем за 60% парникового эффекта.

Сама по себе вода относительно инертна в обычных условиях, но её сильно полярные молекулы сольватируют ионы и молекулы, образуют гидраты и кристаллогидраты.

2. Расчетная часть