Запишите термодинамическое уравнение реакции образования вещества из простых веществ.

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ

ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС

МЧС России

Кафедра химии, теории горения и взрыва

Курсовая работа

дисциплина «Химия»

Тема: «Термохимические свойства вещества»

Выполнил Антонова П.С.,

факультет «Пожарная безопасность»,

Курс,

Учебная группа

Руководитель ____________________

Дата защиты: ____________________

Оценка: _________________________

____________________

(подпись руководителя)

Иваново (2015)

СОДЕРЖАНИЕ:

Введение

Задание №1

Задание №2

Задание №3

Задание №4

Задание №5

Задание №6

Задание №7

Задание №8

Задание №9

Задание №10

Задание №11

Задание №12

Задание №13

Задание №14

Задание №15

Задание №16

Заключение

Литература

Введение

В настоящее время актуальной проблемой является масштабные пожары и катастрофы на промышленных, сельско-хозяйственных и топливно-энергетических объектах. Причиной этого является высокая пожарная опасность веществ и наличие этих веществ в больших количествах на объектах.

В данной ситуации структура промышленности и сельского хозяйства топливно-энергетического комплекса остается ключевым звеном всей экономической системы государства. Поэтому обеспечение устойчивого и надежного функционирования является необходимым условием энергетической безопасности как отдельных регионов, так и государства в целом. Неоспоримую роль для устойчивого и надежного функционирования топливно-энергетического комплекса оказывают хранилища газообразных и жидких углеводородов.

Хранилища газообразных и жидких углеводородов являются необходимым элементом функционирования трёх основных составляющих топливно-энергетического комплекса страны: единой системы газоснабжения, системы снабжения нефтепродуктами и системы энерго- и теплоснабжения. Создание хранилищ газонефтепродуктов проводится на основе новейших достижений науки и техники, с учётом экологической ситуации района размещения хранилищ и соблюдением правил безопасности. В наибольшей степени этим условиям отвечают подземные хранилища, создаваемые в пористых, проницаемых горных породах (для природного газа) и в отложениях каменной соли (для газообразных и жидких углеводородов), которые обеспечивают лучшую защиту окружающей среды от вредного воздействия газонефтепродуктов, имеют высокую пожаровзрывобезопасность и защищённость от воздействия всех видов современного оружия.

Умение прогнозировать поведение веществ в условиях пожара, оценить влияние тех или иных условий, при которых возможно протекание и прекращение горения, возможно на основе химических теорий.

Расчёт некоторых физико-химических свойств и состава углеводородных газов необходим, к примеру, для прогнозирования возможных ситуаций при аварийных режимах (размер зон, ограниченных нижним концентрационным пределом распространения пламени; размеры зон распространения облака горючих газов при аварии и времени достижения облаком мест расположения различных объектов; определение давления в аппаратах при высоких температурах в условиях пожара (нарастание давления, критические температуры) и др.).

Данная курсовая работа направлена на определение взрывоопасности н-амилового спирта, возможное развитие пожара при реакции вещества с кислородом и воздухом, а также определение способов тушения пожара с его участием.

Главной целью курсовой работы является исследование н-амилового спирта и его физико-химических свойств, прогнозирование развития пожара с участием данного вещества. Развитие навыков и теоретических знаний в области органической химии и использование этих знаний в данной работе.

Основные задачи выполнения КР:

§ углубить теоретические знания, полученные в процессе изучения органической химии;

§ получить практические навыки при поиске, сборе, обработке и анализе информации;

§ выработать умение логически грамотно проиллюстрировать собранную и обобщенную информацию;

§ научиться обобщать литературные сведения, устанавливать закономерности, делать выводы о проделанной работе;

§ применять на практике полученные данные.

Основная тема данной работы изучение органической химии (Органи́ческая хи́мия — раздел химии, изучающий соединения углерода, их структуру, свойства, методы синтеза. Органическими называют соединения углерода с другими элементами. Наибольшее количество соединений углерод образует с так называемыми элементами-органогенами: H, N, O, S, P. Способность углерода соединяться с большинством элементов и образовывать молекулы различного состава и строения, обусловливает многообразие органических соединений.) и основных ее классов. В данной работе рассматривается один из классов органических веществ спирты (Спирты́— органические соединения, содержащие одну или более гидроксильных групп (гидроксил, −OH), непосредственно связанных с насыщенным (находящемся в состоянии sp³ гибридизации) атомом углерода. Спирты можно рассматривать как производные воды (H−O−H), в которых один атом водорода замещен на органическую функциональную группу: R−O−H. В номенклатуре IUPAC для соединений, в которых гидроксильная группа связана с ненасыщенным (находящемся в состоянии sp2 гибридизации атомом углерода, рекомендуются названия «енолы» (гидроксил связан с винильной C=C связью) и «фенолы» (гидроксил связан с бензольным или другим ароматическим циклом.). Н-амиловый спирт является одноатомным предельным легковоспламеняющимся веществом, используются в качестве растворителей для различных масел, жиров, смол и восков. Он применяется также как экстрагент солей урана и ниобия. Сложные эфиры н-амиловых спиртов являются растворителями, пластификаторами поливинилхлорида и ацетилцеллюлозы, в парфюмерии — душистыми веществами, в кулинарии — как фруктовые эссенции.

Основная часть

1.Проанализируйте строение молекулы н-амилового спирта, есть в его составе функциональная группа? Какие свойства она придает? К какому классу соединения относится вещество? Приведите его ближайшие изомеры и гомологи.

Решение:

Н-амиловый спирт (Spiritus amylicus) — — предельный одноатомный спирт. Спирты́— органические соединения, содержащие одну или более гидроксильных групп (−OH), непосредственно связанных с насыщенным атомом углерода. Спирты можно рассматривать как производные воды (H−O−H), в которых один атом водорода замещен на органическую функциональную группу: R−O−H. Известно 8 изомерных амиловых спиртов. Представляет собой бесцветную жидкость неприятного запаха и вкуса. Удельный вес 0,8142 (при 15° С), температура кипения 130°С, коэффициент преломления 1,407[1]. Смешивается с эфиром, этиловым спиртом и ксилолом в любых соотношениях, но в воде растворяется лишь на 2%. Получают разгонкой сивушных масел и синтетически — из газов крекинга нефти.

Н-амиловые спирты обладают всеми свойствами, присущими спиртам (заменяем C₅H₁₁ на радикал R):

1. образование алкоголятов с щелочными металлами ;

2. образование сложных эфиров с неорганическими и органическими кислотами

[1].

Функциональной группой спиртов и фенолов является одновалентная гидроксильная группа - ОН, связанная с углеводородным радикалом. В составе н-амилового спирта есть функциональная группа - гидроксильная ОН. Атом кислорода входящий в гидроксильную группу имеет частичный отрицательный заряд и две неподеленные электронные пары,что дает возможность молекулам спирта образовывать водородные связи. Н-амиловые спирты используются в качестве растворителей для различных масел, жиров, смол и восков. Они применяются также как экстрагенты солей урана иниобия.

Наибольшее значение имеет изоамиловый спирт (CH₃)₂CHCH₂CH₂OH — основной компонент сивушного масла, из которого его и получают.

Н-амиловый спирт - СН₃-СН₂-СН₂-СН₂-СН₂-ОН

Н-амиловые спирты являются бесцветными жидкостями с неприятным запахом.

В воде растворяются 1-пентанол, 3-метил-1-бутанол и 2-метил-2-бутанол.

Гомологи́ческий ряд — ряд химических соединений одного структурного типа, отличающихся друг от друга по составу на определенное число повторяющихся структурных единиц — так называемую гомологическую разность.

Изомеры – это вещества, имеющие одинаковый качественный и количественный состав, но различное строение и, следовательно, разные свойства

Гомологи:

Пентанол-1

Пентанол-2

Пентанол-3

Изомеры:

2-метилбутанол-1

3-метилбутанол-1

3-метилбутанол-1

2-метилбутанол-2

2,2-диметилпропанол-1

Вывод: н-амиловый спирт— — предельный одноатомный спирт, имеющий изомеров и гомологов. Представляет собой бесцветную жидкость неприятного запаха и вкуса. Н-амиловые спирты обладают всеми свойствами спиртов. В составе амилового спирта есть гидроксильная группа - ОН.

Н-амиловые спирты используются в качестве растворителей для различных масел, жиров, смол и восков.

Запишите термодинамическое уравнение реакции образования вещества из простых веществ.

Решение:

Простые вещества — вещества, состоящие исключительно из атомов одного химического элемента.

Н-амиловый спирт состоит из таких простых веществ как углерод, кислород, водород

H^o

Т.к. H^o = –357, 94 кДж/моль [2].

Вывод: данное термодинамическое уравнение из простых веществ теоретических возможно, но на практике не реально.

3.Рассчитайте , реакции полного сгорания вещества в атмосфере кислорода. Определите, какое количество моль вещества, выделится при сгорании 300 кг.

Решение:

Полное сгорание н-амилового спирта в атмосфере кислорода описывается реакцией:

C₅H₁₁OH + 7,5O₂ = 5CO₂ +6H₂O+

Для определения теплового эффекта используется закон Гесса, а точнее первое следствие:

изменение энтальпии, энтропии и энергии Гиббса. Для образования углекислого газа, воды(ж), кислорода и пентанола-1(ж) требуются определенные стандартные условия. [2]

Вещества	Ho кДж/моль	Go кДж/моль	So Дж/(моль К)
.	–357,94	–161,30	254,80
O2			205,04
CO2	-393,51	-394,38	213,67
H2O	-241,82	-228,61	188,72

,

Т.к. < 0 следовательно, что теплота выделяется и протекает экзотермическая реакция

Т.к. <0 следовательно, что процесс протекает самопроизвольно

Т.к. энтропия увеличивается, т.к. стехиометрические коэффициенты до реакции равны 7,5, а после реакции равны 11 т.е. увеличиваются.

Для того, чтобы найти количество теплоты выделяемой при реакции горении нужно

И используя пропорции

Ответ:

,