teljes tárolt energia molekulák véletlenszerű mozgása által tárolt energia

HTML
DOWNLOAD

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "teljes tárolt energia molekulák véletlenszerű mozgása által tárolt energia"

Irén Pásztor
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 Kémii egyensúlyok

2 G H TS teljes tárolt energi molekulák véletlenszerű mozgás áltl tárolt energi

3 Spontneitás: G<0, p és T áll. ν M = ν M k k t t rg νtgm, t νkgm, k rh T rs Δ = Σ Σ = Δ Δ r G νt f Gmt, νk f Gmk, Δ = Σ Δ Σ Δ stndrd moláris szbdentlpi = stndrd kémii potenciál

4 Stndrd szbdentlpi (G 0 ) A stndrd d állpotokt t (z entlpiához hsonlón) nemzetközi konvenció rögzíti Gáz: tökéletes gáz p ø (10 5 P) nyomáson Folydék: tiszt folydék p ø nyomáson Szilárd: legstbilisbb kristálymódosult p ø nyomáson G = H -TS S: 0 szintjét termodinmik III. főtétele rögzíti H: 0 szintjét megállpodás rögzíti 298,15 K-en (25 o C-on) és p ø = 10 5 P nyomáson z elemek stbilis módosultánk entlpiáj 0, vegyületeké zonos képződéshőjükkel Így stndrd moláris szbdentlpi: G = H T S még 298 K-en sem 0!!! m m m

5 Stndrd képződési szbdentlpi: Δ f G 0 nnk rekciónk k szbdentlpi-változás, á melynek során egy vegyület elemeiből képződik úgy, hogy vlmennyi rektáns stndrd állpotbn vn Stndrd rekció-szbdentlpi: Δ r G 0 stndrd rekcióhő mintájár mn Δ f fg 0 -ból ν 0 0 Δ rg = Δr( ΔfG ) M = ν M (bármilyen hőmérsékleten) k k t t rg νtg ν mt, kg mk, Δ = Péld: 2SO 2 +O 2 = 2SO 3 Δ r G 0 = 2G m0 (SO 3 ) - 2G m0 (SO 2 )- G m0 (O 2 ) Δ r G 0 = 2Δ f G 0 (SO 3 ) - 2Δ f G 0 (SO 2 )- Δ f G 0 (O 2 )

6 0 0 ( ) 0 ( ) 0 0 rg νtgm termék νkgm kiindulási rh T rs Δ = Σ Σ = Δ Δ Vegyületek stndrd képződési szbdentlpiáj 25 C-on vegyület Δ r G0, kjmol 1 termodinmiki stbilitás átlkulás sebessége? Gáz ózon +163 mmóni 16,45 széndioxid 394,36 dinitrogén-tetrklorid +97,89 é nitrogén-dioxid id +51,31 kéndioxid 300,19 Folydék Szilárd víz 228,57 benzol +124,30 etnol 174,78 víz 237,13 kálcium-krbonát 1128,80 vs(iii)-oxid 742,20 ezüstklorid 109,79

7 Párolgási entrópi értékek normál forrásponton bróm 88,6 benzol 87,2 széntetrklorid 85,9 ciklohexán 85,1 kénhidrogén 87,9 mmóni 97,4 víz 109,1 higny 94,2 ΔS(pár), JK 1 mol 1

8 Néhány nyg stndrd moláris entrópiáj 25 C-on S m, JK mol folydékok szilárd nygok benzol 173,3 etnol 160,7 kálcium-klorid 39,8 víz 69,9 kálcium-krbonát krbonát 92,99 réz 33,2 gyémánt 2,4 grfit 5,7 S JK 1 mol 1 m,j ólom 64,8 gázok mgnéziumkrbonát 65,7 mmóni 192,5 széndioxid 213,7 mgnézium-oxid 26,9 hélium 126,2 nátrium-klorid 72,1 hidrogén 130,7 C 12 H 22 O ,2 neon 146,3 ón fehér 51,6 nitrogén 191,6 ón szürke 44,1 oxigén 205,1 vízgőz 188,8

9 0 r G Δ < Mikor teljesül állpot? 0 0 rg rh T rs 0 Δ =Δ Δ 0 r H ΔrS 0 Δ = T ΔH ΔS ΔG < 0 K > 1 + minden hőmérsékleten + nincs ilyen hőmérséklet 0 h T < H h T < S + + h T > H S 0 Δ r G = RT ln K Termékképződés: K>>1, K>10 3

10 ν 1 km ν k 2 tmt νk v1 = k1πm k v = k Π Mνν 2 2 t t egyensúlybn v = v 1 2 ν Π k = Π ν k M k M t 1 k 2 νt t k 1 Π M = t = K k2 ΠM ν k k egyensúlyi y állndó M?

11 0 Δ r G = RT ln K r 0 r 0 r 0 Δ G = Δ H TΔ S Az egyensúlyi állndó termodinmiki dtokból számíthtó

12 0 Δ r G = RT ln K Mitől függ K? K?1 Nyomás? Koncentráció? Hőmérséklet? ő ékl Δ 1 1 ln K ln K ' = r H RT T T ' 0 Ktlizátor?

13 Külső körülmények htás z egyensúlyi összetételre K = νt t ν M k k ΠM ΠM Le Chtelier-Brown Kiindulási többlet Termékelvezetés Nyomás 2 CO (g) +O 2 (g) 2 CO 2 (g) n t K p = p 2 p CO2 2 p CO O 2 nk?0 Δ n < 0 Δ n > 0 p ö = p CO + p O2 + p CO2 nyomásnövelés segíti termékképződést nyomásnövelés visszszorítj termékképződést

14 Néhány kiemelt egyensúly

15 Oldhtóság (Heterogén egyensúly) Vízben rosszul oldódó sók MX (s) M + (q) + X (q) Oldhtósági szorzt K = M + ( q ) X ( q ) MX ( s ) L= [M + (q)] [X - (q)] Gázok oldhtóság folydékbn K Hi, = p x i i

16 Gázok Henry állndói, 25 C,, torr víz oldószer benzol metán 3, , széndioxid 1, , hidrogén 5, , nitrogén 651 6, , oxigén 3,

17 Sv-bázis egyensúlyok Brönsted-Lowry proton donor / kceptor HA(q)+ H 2O(l) HO 3 q + A K = HO + A 3 = 3 sv H2 HA H 2 O sv H 2 O K = HO + bázis 3 HA + HO + bázis q ( ) ( ) hidrónium ion + HA bázis pk = lgk lg = ph híg oldt H 2O = 1 svi disszociációs állndó HO + 3

18 Kpcsolt egy bázis és konjugált svj között B(q)+ HO(l) BH + q + OH q 2 konjugált sv ( ) ( ) K b = BH + OH B K K = = K b H O + OH 3 v pk + pkb = pkv pk v=ph + poh=f(t)

19 K értékek 298 K pk = lgk több-bázisú sv több-bázisú sv HI HCl 10 7 H 2 SO 4 (1) 10 2 H 2 SO 4 (2) 1, CH 3 C(OH)COOH (Tejsv) 8, CH 3 COOH (Ecetsv) 1, H 2 CO 3 (1) 4, fenol 1, H 2 CO 3 (2) 4, NH 4 5, etilmin 1,

20 ph + poh = ºC Hőmérséklet, K v ph C 0 0, , , , ,86 7, ,00 7, ,27 6, ,89 6, ,80 6,71

21 Gyenge svk részleges disszociáció: α disszociációfok Puffer K d = 2 0 α c 1-αα HX / MX HX(q)+H O(l) H O q + X q H O X K = 3 HX ph p log = K HX X + ( ) ( ) = HX H O + K X 3 X Henderson-Hsselblch egyenlet

22 Péld12 Számítsuk ki víz képződésének stndrd szbdentlpiáját 25 C-on. H 2 (g)+½o 2 (g) H 2 O(l)

23 Péld13 ACCO 3 (s) CO(s)+CO 2(g) rekció stndrd entlpiváltozás +178 kj/mol, stndrd entrópiváltozás +161 J/molK. Adj meg zt hőmérséklettrtományt, hol folymt spontán módon végbemegy. gy.

24 Péld14 A réz számos ásványi formábn tlálhtó természetben. Ezek egyike klkozin (Cu 2 S). Mekkor z oldhtóság ennek vegyületnek 25 C-on, h Cu 2 S oldhtósági szorzt ezen hőmérsékleten ? Cu 2 S (s) 2Cu + (q) + S 2- (q)

25 Péld15 Mekkor következő rekció egyensúlyi állndój 25 C-on, h r G 0 =-32,90 kj/mol? N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3(g)

26 Péld16 A légkör széndioxid-trtlmánk következtében megnő természetes A légkör széndioxid-trtlmánk következtében megnő természetes vizek széndioxid-trtlm is. Mekkor CO 2 oldhtóság, h prciális nyomás 4,0 kp?

27 Péld17 Mekkor ph-j 0,1 mol/l-es ecetsv oldtnk 25 C-on? K c =1,

28 Péld ml pufferoldt 0,1 mol/l koncentrációbn trtlmz ecetsvt és ugynilyen koncentrációbn nátrium-cetátot (z ecetsv nátrium sój).

29 Péld19 AZn(s)+H 2 O(g) ZnO(s) + H 2 (g) folymt stndrd rekcióhője K intervllumbn gykorltilg állndó, +224 kj/mol K-en ugynennek rekciónk stndrd szbdentlpiáj +33 kj/mol. Feltételezve, hogy mindkét mennyiség állndó, htározz meg zt hőmérsékletet, hol z egyensúlyi állndó 1-nél ngyobbá válik.

Hasonló dokumentumok

Tökéletes gázok adiabatikus rev. változásának állapotegyenlete. A standard entalpia hőmérsékletfüggése

Tökéletes gázok adiabatikus rev. változásának állapotegyenlete. A standard entalpia hőmérsékletfüggése ökéletes gázok adiabatikus rev. változásának állapotegyenlete V κ κ = V 2 2 Kinetikus gázelmélet A levegő tulajdonságai adiabatikus kiterjedés/adiabatikus kompresszió ermokémia reakcióhő, standard reakcióhő