Определение термодинамической возможности протекания химических процессов в реакции H2Cl22HCl (стр. 2 из 3)
Химические свойства этилена и его гомологов в основном определяются наличием в их молекулах двойной связи. Для них характерны реакции присоединения, окисления и полимеризации.
1. Реакции присоединения
- Этилен и его гомологи взаимодействуют с галогенами. Так, например, они обесцвечивают бромную воду:
Н2С=СН2 + Вr2 — СН2Вr— СН2Вr
1,2-дибромэтан
- Аналогично происходит присоединение водорода (гидрирование этилена и его гомологов).
- В присутствии серной или ортофосфорной кислоты и других катализаторов этилен присоединяет воду (реакция гидратации):
Этой реакцией пользуются для получения этилового спирта в промышленности.
- Этилен и его гомологи присоединяют также галогеноводороды:
Н2С=:СН2 + НС1 →СН3— СН2С1
этилхлорид
Этилхлорид применяют в медицине для местной анестезии.
2. Реакции окисления.
- Этилен и его гомологи способны гореть в воздухе:
С2Н4 + ЗО2 →2СО2 + 2Н2О
С воздухом этилен и его газообразные гомологи образуют взрывчатые смеси.
- Этилен и его гомологи легко окисляются, например, перманганатом калия. При этом раствор последнего (в кислой среде) обесцвечивается:
КMnО4
СН2=СН2 +[О] + Н2О →НО—СН2—СН2—ОН
этиленгликоль
Этиленгликоль широко применяется для производства труднозамерзающих жидкостей — антифризов, а также синтетического волокна лавсана, взрывчатых веществ и др.
3. Реакции полимеризации.
- При повышенной температуре и давлении или в присутствии катализаторов молекулы этилена соединяются друг с другом вследствие разрыва двойной связи.
Процесс соединения многих одинаковых молекул в более крупные называется реакцией полимеризации. Полимеризацией этилена и его гомологов получают полиэтилен, полипропилен и многие другие.
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
Вода́ (оксид водорода) — прозрачная жидкость, не имеющая цвета (в малом объёме) и запаха. Химическая формула: Н2O. В твёрдом состоянии называется льдом или снегом, а в газообразном — водяным паром. 71 % поверхности Земли покрыто водой (океаны, моря, озера, реки).
Является хорошим сильнополярным растворителем. В природных условиях всегда содержит растворённые вещества (соли, газы).
Вода имеет ключевое значение в создании и поддержании жизни на Земле, в химическом строении живых организмов, в формировании климата и погоды.
Физические свойства
Вода обладает рядом необычных особенностей:
- При таянии льда его плотность увеличивается (с 0,9 до 1 г/см³). Почти у всех остальных веществ при плавлении плотность уменьшается.
- 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.
- 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.
- Высокая теплоёмкость жидкой воды.
- Высокая вязкость.
- Высокое поверхностное натяжение.
- 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
2.1 Нахождение теплового эффекта реакции
Тепловым эффектом химической реакции называется теплота выделенная или поглощенная в результате протекания химической реакции и равная:
– в изобарно-изотермических условиях изменению энтальпии, если совершается только работа расширения;
– в изохорно-изотермических условиях изменению внутренней энергии, если не совершается никаких видов работ.
2.2 Расчет изменения энтропии химической реакции
Степень беспорядка, или неупорядоченности, в системе характеризуется физическим свойством, называемым энтропией. При переходе системы из более упорядоченного в менее упорядоченное состояние величина энтропии возрастает (
S > 0) 
2.3 Определение возможности протекания реакции
Протекание реакции в прямом направлении при стандартной температуре = 298 К невозможно, реакция протекает в обратном направлении т.к. свободная энергия Гиббса
Реакция при температуре = 500 К протекает в прямом направлении т.к. свободная энергия Гиббса
2.4 Расчет 
при температуре 
используя метод Темкина – Шварцмана
При
При
Из графика видно, что протекание реакции в прямом направлении становится возможным когда температура достигнет приблизительно 345 К.
2.5 Расчет константы равновесия
Константа равновесия характеризует глубину протекания реакции. Если
>1, то содержание продуктов превышает содержание реагентов и реакция идет в прямом направлении. Если значение 
велико, то реагенты почти нацело превращаются в продукты реакции. 
При
