Классификация высокомолекулярных соединений

может проводиться поразличным признакам, знание

которых позволяет получить ценные сведения о

структуре и основных свойств таких соединений и

композиций, полученных на их основе (например, пластмасс).

Ниже приводится несколько видов классификации

высокомолекулярных соединений по важнейшим

характерным признакам.

По происхождению высокомолекулярные соединения подразделяют на:

1. Природные (натуральные или естественные).

Характерными представителями таких соединений являются природные белки,

натуральный каучук, шелк, шерсть и др.

2. Искусственные, получаемые путем химической обработки натуральны

х высокомолекулярных соединений. К числу таких материалов

относятся: нитроцеллюлоза (используемая для получения

целлулоида и этрола), ксантогенат целлюлозы (вискоза), ацетат целлюлозы.

3. Синтетические, представляющие собой продукты процессов

полимеризации или поликонденсации низкомолекулярных соединений.

К этому наиболее важнейшему классу высокомолекулярных соединений относятся

полиэтилен, поливинилхлорид, полиамиды, полистиролы,

феноло-формальдегидные смолы, полиуретаны и многие другие соединения.

II. По природе высокомолекулярные соединения подразделяются на:

1. Органические, в состав которых входят атомы углерода, водорода,

азота, кислорода и других органогенов. Типичными представителями таких соединений

являются белки, полиолефины, поливинилхлорид, феноло-формальдегидные и эпоксидные смолы и т.д.

2. Неорганические, к которым можно отнести соединения на основе серы, кремния,

3. фосфора и других неметаллов, таких как самородная сера, кварц, тальк, корунд и др.

4. Элементоорганические, к числу которых относятся высокомолекулярные соединения,

макромолекулы которых содержат наряду с углеводородными группами неорганические фрагменты

в первую очередь атомы поливалентных металлов (цинка, магния, меди), а также кремния, фосфора

и др. К таким соединениям относятся: кремнийорганические (полиорганосилоксаны), бор- и фосфорсодержащие полимеры.

90.Способы получения ВМС

При получении высокомолекулярных соединений необходимо осуществить соединение друг с другом большого числа элементарных звеньев в макромолекулы. Для этого используются реакции двух типов:
1) реакции поликонденсации, в которых множество молекул низкомолекулярных веществ конденсируется друг с другом с выделением в качестве побочного продукта какого-либо вещества с малым молекулярным весом, чаще всего воды, реже спирта, НС и т. д. В этой реакции может участвовать одно, два или более веществ. Если же участвует лишь одно вещество, то оно должно содержать в молекуле не менее двух функциональных групп, способных участвовать в конденсации. При поликонденсации могут быть получены полимеры с линейной, сетчатой или трехмерной структурой. Примеры подобных реакций будут рассмотрены ниже.
2) Чаще применяются реакции полимеризации, в которых молекулы вещества (мономера) соединяются друг с другом и образуют макромолекулы полимера 2, звенья которого не отличаются по составу от мономера:мономер полимер

92. Вязкость растворов ВМС. Чем объясняется аномальная вязкость растворов ВМС? Вязкость (внутреннее трение) – мера сопротивления среды движению. По характеру вязкого течения жидкостные дисперсные системы делятся на две группы: 1) бесструктурные системы (ньютоновские), частицы которых более или менее свободны и почти не взаимодействуют друг с другом (растворы низкомолекулярных веществ, разбавленные эмульсии, суспензии и золи); 2) структурированные системы (неньютоновские) — содержат частицы, взаимодействующие друг с другом и с дисперсионной средой (растворы ВМС, концентрированные эмульсии и суспензии). В растворах высокомолекулярных соединений обнаруживается аномальная вязкость. Она очень высока, непропорционально увеличивается с возрастанием концентрации ВМС в растворе и уменьшается с увеличением давления на протекающую жидкость. Причины аномалии вязкости заключаются в наличии структурной вязкости у подобных систем.
93. Уравнение Г. Штаудингера
η уд = КМс

94. Предмет и задачи химической термодинамики. Химическая термодинамика как основа биоэнергетики. Системы: изолированные, закрытые,открытые. По каким признакам классифицируются системы?
Химическая термодинамика - один из разделов физической химии. Физическая химия - наука, которая изучает химические явления на основе физических принципов и законов (физика химических явлений). Она является теоретической основой всей химической науки и технологии химических производств, различных технологических процессов, которые применяются в нехимических отраслях промышленности. Науку, изучающую трансформацию энергии в живых системах, называют биоэнергетикой. Теоретической базой биоэнергетики является химическая термодинамика. Изолированной системой называют систему, которая не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией. Систему, которая обменивается с окружающей средой энергией и не обменивается веществом, называют закрытой. Открытой системой называют систему, обменивающуюся с окружающей средой и веществом, и энергией. Основание (критерий) классификации Классы систем По взаимодействию с внешней средой Открытые Закрытые Комбинированные По структуре ПростыеСложные Большие По характеру функций Специализированные Многофункциональные (универсальные) По характеру развития Стабильные Развивающиеся По степени организованности Хорошо организованные Плохо организованные (диффузные) По сложности поведения Автоматические Решающие Самоорганизующиеся Предвидящие Превращающиеся По характеру связи между элементами Детерминированные Стохастические По характеру структуры управления Централизованные Децентрализованные По назначению Производящие Управляющие Обслуживающие

95. Первый закон термодинамики. Внутренняя энергия ,теплота, работа. Изобарный и изохорный тепловые эффекты.
Первый закон термодинамики — Изменение внутренней энергии ΔU не изолированной термодинамической системы равно разности между количеством теплоты Q, переданной системе, и работой A внешних сил Вместо работы А, совершаемой внешними силами над термодинамической системой, часто удобнее бывает рассматривать работу A’, совершаемую термодинамической системой над внешними телами. Так как эти работы равны по абсолютному значению, но противоположны по знаку:Тогда после такого преобразования первый закон термодинамики будет иметь вид: Внутрення энергия — это величина, характеризующая собствен ное состояние тела, т.е. энергия хаотического (тепло вого) движения микрочастиц системы (молекул, атомов, ионов) и энергия взаимодействия этих частиц Внутренняя энергия одноатомного идеального газа оп ределяется по формуле . Теплопередача — это изменение внутренней энергии без совершения работы: энергия передается от более нагретых тел к менее нагретым. Теплопередача бывает трех видов:теплопроводность (непосредственный обмен энергией между хаотически движущимися частицами взаимодействующих тел или частей одного и того же тела); конвекция (перенос энергии потоками жидкости или газа) и излучение (перенос энергии электромагнитными волнами). Мерой переданной энергии при теплопередаче является количество теплоты ( ). Эти способы количественно объединены в закон сохранения энергии, который для тепловых процессов читается так: изменение внутренней энергии шмкнутой системы равно сумме количества теплоты, переданной системе, и работы внешних сил, совершенной над системой. , где — изменение внутренней энергии, — количество теплноты, переданное системе, — работа внешних сил. Моли система сама совершает работу, то ее условно обозначают . Тогда закон сохранения энергии для тепловых процессов, который называется первым законом термодинамики, можно записать так: , т. е. количество теплоты, переданное системе, идет на совершение системой работы и изменение ее внутренней энергии. При изобарном нагревании газ совершает работу над внешними силами , где и — начальный и конечный объемы газа Изохорный процесс (V = const) Изохорный процесс – это процесс квазистатического нагревания или охлаждения газа при постоянном объеме V и при условии, что количество вещества ν в сосуде остается неизменным. Как следует из уравнения ( ) состояния идеального газа, при этих условиях давление газа p изменяется прямо пропорционально его абсолютной температуре: p ~ T или Изобарный процесс (p = const) Изобарным процессом называют квазистатический процесс, протекающий при неизменным давлении p.Уравнение изобарного процесса для некоторого неизменного количества вещества ν имеет вид: где V0 – объем газа при температуре 0 °С. Коэффициент α равен (1/273,15) К–1. Его называют температурным коэффициентом объемного расширения газов.

96. Энтальпия. Что представляет значение энтальпии химической реакции? энтальпия — это та энергия, которая доступна для преобразования в теплоту при определенном постоянном давлении. энтальпия реакции ΔH - это тепловой эффект реакции при постоянном давлении ΔH = ΔU + pΔV

97. Закон Гесса. Следствие закона Гесса . Стандартные теплоты образования и сгорания .
Закон Гесса :тепловой эффект реакции, состоящей из нескольких промежуточных стадий,не зависит от этих промежуточных стадий или их последовательности, а полностью определяется начальным и конечным состояниями системы. Из закона Гесса вытекают очевидные следствия, имеющие практическое значение: 1. Тепловой эффект образования соединения из исходных веществ не зависит от способа, которым это соединение получено. 2. Тепловой эффект разложения какого-либо химического соединения до определённых продуктов равен и противоположен по знаку тепловому эффекту образования этого соединения из тех же продуктов. 3. Разность между тепловыми эффектами превращения двух различных систем в одинаковые продукты реакции равна тепловому эффекту перехода одной системы в другую. Или наоборот: разность тепловых эффектов превращения двух одинаковых химических систем в различные продукты реакции равна тепловому эффекту перехода одних продуктов реакции в другие. Стандартной тепловой (энтальпией) сгорания называют тепловой эффект реакции сгорания 1 моля вещества до простейших окислов в атмосфере кислорода при стандартных условиях ( давлении 1.013 * 10(-5) Па, все участники реакции в устойчивых фазовых состояниях ) Стандартные теплоты сгорания простейших окислов в устойчивых агрегатных состояниях принятых за нуль. Стандартные теплоты сгорания обозначают ΔH c, 298.

98. Термохимические расчеты и их использование для энергетической характеристики биохимических процессов.
Значения стандартных энтальпий образования и сгорания различных веществ имеются в справочниках. Эти значения используются для расче-та тепловых эффектов различных процессов, в том числе и биохимических реакций. Исходя из закона Гесса, следует, что при окислении 1 моль глюкозы в живых организмах выделится такое же количество энергии. Калорийность пищи. В организме пища перерабатывается с выделением энергии в форме теплоты. Основная часть энергии пищи расходуется на мускуль ную деятельность, обмен веществ в организме и для поддержания температуры тела. Главными компонентами пищи являются углеводы, жиры и белки. Удельная тепло- та сгорания пищи получила название калорийность. Калорийность углеводов и белков обычно приравнивают к теплотам их полного сгорания до CO2, H2O и N2 (дополнительно для белков) и считают их примерно одинаковой

Взаимосвязь между процессами обмена веществ и энергии. Калорийность основных составных частей пищи и некоторых продуктов. Расход энергии при различных видах двигательной активности.

Процессы жизнедеятельности на Земле обусловлены в значительной мере накоплением солнечной энергии в биогенных веществах (белках, жирах, углеводах) и последующими превращениями этих веществ в живых организмах с выделением энергии. Работы А. М. Лавуазье (1743—1794) и П. С. Лапласа (1749– 1827) прямыми калориметрическими измерениями показали, что энергия, выделяемая в процессе жизнедеятельности, определяется окислением продуктов питания кислородом воздуха, вдыхаемого животными.

Основные составные части пищи – белки, жиры и углеводы, являются для организма источником питания и энергии. Сгорая или окисляясь в организме, они выделяют тепло, которое принято измерять калориями. Большой калорией (ккал) обозначается количество тепла, необходимое для нагревания 1 кг воды на 1°. Окисляясь в организме, 1 г белка выделяет 4,1 ккал, 1 г углеводов – также 4,1 ккал, а 1 г жира – 9,3 ккал. Зная количество белков, жиров и углеводов, входящих в состав данного продукта, можно высчитать его калорийность.

Расход энергии

Работа на дому- 300 кал/ч

Настольный теннис- 250 кал/ч

Ходьба - 350-450 кал/ч

Плавание- 580-750 кал/ч

Бег- 740-920 кал/ч

100) Перечислите параметры стандартного состояния системы.