Energia. Energiamegmaradás törvénye: Energia: munkavégző, vagy hőközlő képesség. Az energia nem keletkezik, nem is szűnik meg, csak átalakul.

Hasonló dokumentumok
Energia. Energia: munkavégző, vagy hőközlő képesség. Kinetikus energia: a mozgási energia

Az energia. Energia : munkavégző képesség (vagy hőközlő képesség)

Kémiai reakciók sebessége

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

Termokémia. Hess, Germain Henri ( ) A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

Termokémia. Termokémia Dia 1 /55

Termokémia, termodinamika

A termodinamikai rendszer energiája. E = E pot + E kin + U E pot =m g h E kin =½m v². U = U 0 + U trans + U rot + U vibr + U khat + U gerj

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

Reakciókinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

Katalízis. Tungler Antal Emeritus professzor 2017

Általános Kémia, 2008 tavasz

Kinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

Spontaneitás, entrópia

Az égés és a füstgáztisztítás kémiája

Termodinamika (Hőtan)

Spontaneitás, entrópia

ÖSSZEFOGLALÁS HŐTANI FOLYAMATOK

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Termodinamika. Belső energia

5. előadás

Követelmények: f - részvétel az előadások 67 %-án - 3 db érvényes ZH (min. 50%) - 4 elfogadott laborjegyzőkönyv

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (limitációk) Fókusz Légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Halmazállapot-változások

1 Műszaki hőtan Termodinamika. Ellenőrző kérdések-02 1

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

FIZIKA I. Ez egy gázos előadás lesz! (Ideális gázok hőtana) Dr. Seres István

A metabolizmus energetikája

Minta feladatsor. Az ion neve. Az ion képlete O 4. Szulfátion O 3. Alumíniumion S 2 CHH 3 COO. Króm(III)ion

Termodinamika. Tóth Mónika

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

Reakciókinetika. aktiválási energia. felszabaduló energia. kiindulási állapot. energia nyereség. végállapot

Termodinamika. Gázok hőtágulása, gáztörvények. Az anyag gázállapota. Avogadro törvény Hőmérséklet. Tóth Mónika.

1. feladat Összesen: 15 pont. 2. feladat Összesen: 10 pont

Hőtan I. főtétele tesztek

Környezeti kémia: A termodinamika főtételei, a kémiai egyensúly

Egy részecske mozgási energiája: v 2 3 = k T, ahol T a gáz hőmérséklete Kelvinben 2 2 (k = 1, J/K Boltzmann-állandó) Tehát a gáz hőmérséklete

Belső energia, hőmennyiség, munka Hőtan főtételei

Összesen: 20 pont. 1,120 mol gázelegy anyagmennyisége: 0,560 mol H 2 és 0,560 mol Cl 2 tömege: 1,120 g 39,76 g (2)

Altalános Kémia BMEVESAA101 tavasz 2008

TestLine - Fizika hőjelenségek Minta feladatsor

Termodinamikai bevezető

Légköri termodinamika

4. Termokémia. 4.1 A standard reakcióhő

Művelettan 3 fejezete

2. A termodinamika I. főtétele

Atomok. szilárd. elsődleges kölcsönhatás. kovalens ionos fémes. gázok, folyadékok, szilárd anyagok. ionos fémek vegyületek ötvözetek

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 2002

Curie Kémia Emlékverseny 2018/2019. Országos Döntő 9. évfolyam

Víz. Az élő anyag szerkezeti egységei. A vízmolekula szerkezete. Olyan mindennapi, hogy fel sem tűnik, milyen különleges

Atomok. szilárd. elsődleges kölcsönhatás. kovalens ionos fémes. gázok, folyadékok, szilárd anyagok. ionos fémek vegyületek ötvözetek

A szilárd testek alakja és térfogata észrevehetően csak nagy erő hatására változik meg. A testekben a részecskék egymáshoz közel vannak, kristályos

Kémiai egyensúlyok [CH 3 COOC 2 H 5 ].[H 2 O] [CH3 COOH].[C 2 H 5 OH] K = k1/ k2 = K: egyensúlyi állandó. Tömeghatás törvénye

Az energia bevezetése az iskolába. Készítette: Rimai Anasztázia

Termodinamika. Tóth Mónika

Általános Kémia Gyakorlat II. zárthelyi október 10. A1

III. Termodinamikai alapok: a változások energetikája; a folyamatok iránya, egyensúlyok.

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2009/2010. Kémia I. kategória II. forduló A feladatok megoldása

AZ ANYAGI HALMAZOK ÉS A MÁSODLAGOS KÖTÉSEK. Rausch Péter kémia-környezettan

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

Mivel foglalkozik a hőtan?

rendszer: a világ általunk vizsgált, valamilyen fallal (részben) elhatárolt része környezet: a világ rendszert körülvevő része

Folyadékok és szilárd anyagok

Kémiai reakciók. Kémiai reakció feltételei: Aktivált komplexum:

FIZIKA I. Ez egy gázos előadás lesz! (Ideális gázok hőtana) Dr. Seres István

MŰSZAKI TERMODINAMIKA 1. ÖSSZEGZŐ TANULMÁNYI TELJESÍTMÉNYÉRTÉKELÉS

Kémiai kötések. Kémiai kötések kj / mol 0,8 40 kj / mol

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

Makroszkópos tulajdonságok, jelenségek, közvetlenül mérhető mennyiségek leírásával foglalkozik (például: P, V, T, összetétel).

Laboratóriumi technikus laboratóriumi technikus Drog és toxikológiai

Műszaki termodinamika I. 2. előadás 0. főtétel, 1. főtétel, termodinamikai potenciálok, folyamatok

100 o C víz forrása 212 o F 0 o C víz olvadása 32 o F T F = 9/5 T C Példák: 37 o C (láz) = 98,6 o F 40 o C = 40 o F 20 o C = 68 o F

A 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet (29/2016. (VIII. 26.) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

Jegyzet. Kémia, BMEVEAAAMM1 Műszaki menedzser hallgatók számára Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár Dr Madarász János, egyetemi docens.

Mekkora az égés utáni elegy térfogatszázalékos összetétele

Digitális tananyag a fizika tanításához

Minta feladatsor. Az ion képlete. Az ion neve O 4. Foszfátion. Szulfátion CO 3. Karbonátion. Hidrogénkarbonátion O 3. Alumíniumion. Al 3+ + Szulfidion

A gáz halmazállapot. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

A METABOLIZMUS ENERGETIKÁJA

A METABOLIZMUS ENERGETIKÁJA

Hőtan ( első rész ) Hőmérséklet, szilárd tárgyak és folyadékok hőtágulása, gázok állapotjelzői

Kémia OKTV 2006/2007. II. forduló. A feladatok megoldása

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 7. osztály. A versenyző jeligéje:... Megye:...

Az anyagi rendszer fogalma, csoportosítása

Kémia I. 6. rész. Halmazállapotok, halmazállapot változások

Fizika. Fizika. Nyitray Gergely (PhD) PTE PMMIK március 20.

1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 11 pont. 3. feladat Összesen: 7 pont. 4. feladat Összesen: 14 pont

Az atom- olvasni. 1. ábra Az atom felépítése 1. Az atomot felépítő elemi részecskék. Proton, Jele: (p+) Neutron, Jele: (n o )

A munkavégzés a rendszer és a környezete közötti energiacserének a D hőátadástól eltérő valamennyi más formája.

W = F s A munka származtatott, előjeles skalármennyiség.

Az anyagok lehetséges állapotai, a fizikai körülményektől (nyomás, hőmérséklet) függően. Az anyagokat általában a normál körülmények között jellemző

5. Sók oldáshőjének meghatározása kalorimetriás módszerrel. Előkészítő előadás

Termodinamika. 1. rész

Művelettan 3 fejezete

Feladatlap X. osztály

Fizika feladatok. 1. Feladatok a termodinamika tárgyköréből november 28. Hővezetés, hőterjedés sugárzással. Ideális gázok állapotegyenlete

Az enzimműködés termodinamikai és szerkezeti alapjai

Hőtan 2. feladatok és megoldások

Átírás:

Kémiai változások

Energia Energia: munkavégző, vagy hőközlő képesség. Energiamegmaradás törvénye: Az energia nem keletkezik, nem is szűnik meg, csak átalakul. A világegyetem energiája állandó.

Energia átalakulása, pl. Kinetikus energia: a mozgási energia Potenciális (helyzeti) energia: a kölcsönhatásából származó energia. összenergia kinetikus energia potenciális energia

A kémiai energia a potenciális energia egy fajtája, ami más energiafajtává alakulhat kémiai reakció következtében... hővé!.. játék energiává!

Rendszer és környezet Rendszer-nek nevezzük a világnak azt a képzelt, vagy valós határfelülettel elkülönített részét, amelynek tulajdonságait vizsgáljuk. Mindent, ami a rendszeren kívül van környezet-nek hívjuk. Zárt rendszer: nincs anyagátadás energiaátadás lehetséges Izolált rendszer: nincs anyagátadás nincs energiaátadás

Belső energia A rendszert felépítő részecskék összenergiája a belső energia (U). Részei: 1. Termikus (molekulák mozgásával kapcsolatos) 2. Intermolekuláris (molekulák közötti erőkkel kapcsolatos) 3. Kémiai (kémiai kötések létesítésével, felbontásával kapcs.) 4. Mag (magenergiával kapcs.)

Belső energia, U Belső energia, U A termodinamika első főtétele: => Elszigetelt (izolált) rendszer belső energiája állandó. Zárt rendszer: a belső energia hő, vagy munka hatására változik ΔU = Q + W Q-hő, W-munka (előjel!!!) forró H 2 O rendszer környezet U kezdeti U kezdeti szobahőfokú ΔU<0 hő (Q) leadás a környezetnek (Q < 0) rendszer ΔU munkavégzés (W) a környezeten (W < 0) U végső U végső

A hő a rendszer és környezete között a hőmérséklet különbségéből eredően átadott energia

Munka: energia átadás, kivéve hőt, leggyakrabban térfogati munka. DU = Q + W DU = Q + ( pδv) dw tf = p k dv ha a p nyomás állandó. W tf = p(v 2 V 1 )= pdv H = U - W H: entalpia ha a nyomás állandó és W=W tf DH = DU + pδv ΔH=Q ha a térfogat állandó: DV = 0 DH = DU DH=DU= Q

A kémiai reakciók entalpiaváltozása Reakcióhő: a bekövetkező entalpiaváltozás (DH) (pontosan a reakcióegyenletnek megfelelően)

Egy anyag standard állapotán azt értjük, hogy tiszta állapotban van és a nyomás 1 atm (101,325 kpa) és a hőmérséklet 25 ºC (298,15 K). A standard reakcióhő az az entalpiaváltozás, amit akkor mérhetünk, ha a reagáló anyagok és a termékek is standard állapotban vannak. ΔH 0 298,15 K

Egy vegyület standard képződéshője (ΔH f0 ) annak a reakciónak az entalpiaváltozása egy mólra vonatkoztatva, ahol a vegyület standard állapotú elemeiből képződik. Az elemek képződéshője nulla.

Hess tétel: Mindegy, hogy milyen úton jutunk a kezdeti állapotból a végállapotba, a reakció entalpiaváltozása, csak a kezdeti és végállapottól függ. Az entalpia állapotfüggvény, változása csak a kezdeti és végállapottól függ.

Standard képződéshők kombinálása A reakcióhő: DH f0 = DH f0 (termékek) DH f0 (reaktánsok)

Exoterm folyamat: hőleadás. Endoterm folyamat: hőfelvétel.

Reakcióhő C (sz) + O 2 (g) = CO 2 (g) DH k = 393,5 kj/mol grafit C(grafit) (sz) + O 2(g) CO (g) DH k = 110,5 kj/mol CO (g) + ½ O 2 (g) CO 2 (g) DH r =? -110,5 C (grafit) + O 2 (g) DH r = DH k (CO 2 ) DH k (CO) DH r = 283,0 kj/mol CO (g) +1/2 O 2(g)?? -283-393,5 CO 2(g)

Mennyi hő keletkezett az alábbi reakcióban? 3 MnO 2 + 4 Al = 3 Mn + 2 Al 2 O 3 19,2 g MnO 2 és Al por (Mn=55, O=16) 19,2/(55+2 16)=0,22 mol H r0 = 2 H k0 (Al 2 O 3 ) + 3 H k 0 (Mn) 3 H k0 (MnO 2 ) 4 H k0 (Al) H r0 = 2(-1588) + 3(0,0) 3(-514) 4(0,0) = -1634 kj 3 mol esetén 1634 kj keletkezik 0,22 mol x -------------------------------------------- x= 120 kj hő keletkezett

Reakcióhő CH 4 (g) + 2 O 2 (g) CO 2 (g) + 2 H 2 O (g) H r0 = H k0 (CO 2 ) + 2 H k0 (H 2 O) H k0 (CH 4 ) 2 H k0 (O 2 ) H r0 = 1(-393,5) + 2(-241,8) 1(-74,81) 2(0,0) = -802,29 kj 1 mol metán égésekor felszabaduló hő: 802,29 kj 4 Fe (sz) + 3 O 2 (g) 2 Fe 2 O 3 (sz) H r0 = 2 H k0 (Fe 2 O 3 ) 4 H k0 (Fe) 3 H k0 (O 2 ) H r0 = 2(-831,1) 4(0,0) 3(0,0) = -1662,2 kj 1 mol Fe rozsdásodása során felszabaduló hő: 1662,2 / 4 = 415,55 kj

Hőkapacitás A hőmérséklet változása a közölt hő mennyiségével egyenesen arányos: Q = C*DT C = hőkapacitás Hőmérő Keverő Gyújtó vezetékek Q = n*c m *DT ; Q= m * c * DT moláris 1 g-ra hőkapacitás (fajhő) Víz Oxigén Minta

Látens hő Látens hő: az energiaátadás nem jár hőmérsékletváltozással Olvadáshő, fagyáshő, párolgáshő (kondenzációs hő), szublimációs hő VÍZ: DH olv = 6,0 kj/mol (273,15 K) DH pár = 40,7 kj/mol (373,15 K) DH szubl = 16,2 kj/mol (183 K) Módosulat változás: C (grafit) C (gyémánt) DH = 1,9 kj/mol (298 K)

hőmérséklet Egy szilárd anyag melegítése forrás pont DH pár gőz fagyás pont DH olv folyadék szilárd hőközlés

Megoldandó feladat: A szén-tetraklorid (CCl 4 ) forráspontján az anyag párolgáshője 29,92 kj/mol. Ha 50 g CCl 4 -ot a forráspontján, normál légköri nyomáson elpárologtatunk, számítsuk ki Q, W, ΔU és ΔH értékeit! A CCl 4 forráspontja 76,8 ºC.

Megoldás n= 50 g/154 g/mol = 0,325 mol Q= n L = 0,325 mol 29,92 kj/mol = 9,71 kj pδv=δn RT = 0,325 8,314 (273,15+76,8)= 945,45 J Nyomás állandó => Q=ΔH ΔH= 9,71 kj ΔU= ΔH p ΔV =9,71 0,945 kj = 8,765 kj

Kémiai reakciók lejátszódásának feltétele egy analógia

Kémiai reakciók lejátszódásának feltétele Relatív energia A + B DE # DE nagy DE DE # negatív: termodinamikailag kedvezményezett C + D : kinetikailag gátolt

Egy analógia aktiválási energia kiindulási állapot energia nyereség felszabaduló energia végállapot

Reakciókinetika Elemi reakció: egy ütközés következtében végbemenő átalakulás kellő sebességgel, megfelelő irányból!! aktivált komplex aktivált komplex exoterm endoterm Reakció koordináta Reakció koordináta

Kémiai reakciók lejátszódásának feltétele Kinetikus energiagát (megszabja a reakció sebességét): nincs ill. kicsi : gyors, spontán reakciók pl. CrO 3 + metanol nagy : nincs reakció lejátszódhat magasabb hőmérsékleten pl. peroxiaceton égése lejátszódhat katalizátor alkalmazásával MnO 2 pl. 2 H O O + 2 H O. 2 2 2 2

Katalizált reakciók nem katalizált A A-M B M A-M-B A-B M-A-B katalizált Relatív energia A + B A-M A-M-B M-A-B A-B

Katalizátor - Iniciátor Katalizátor: olyan anyag, mely a reakció sebességét gyorsítja és egy meghatározott irányba vezeti a nélkül, hogy a reakció végtermékében megjelenne. A katalizátor a reakcióban látszólag nem vesz részt és a reakció lejátszódása után visszakapjuk. Homogén katalízis: a katalizátor ugyanabban a fázisban van, mint a reakciórendszer. Heterogén katalízis: a katalizátor és a reagáló anyagok egymással érintkező különböző fázisokban vannak. Iniciátor: reakciókat, rendszerint láncreakciókat megindító anyagok. A katalizátorokkal ellentétben az iniciátorok megváltoznak a reakció során, beépülnek vagy megváltozott állapotban maradnak vissza.

Heterogén katalízis katalizátor felülete pl. alkének hidrogénezése A H 2 és a C 2 H 4 adszorbeál a felületen. A H H kötés felszakad és a H atomok a felület atomjaihoz kötődnek, majd a H atom elmozdul a felületen. Az egyik H atom hozzákötődik az adszorbeált C 2 H 4 C atomjához. A másik H atom hozzákötődik a C 2 H 5 csoporthoz. (etán) A C 2 H 6 molekula deszorbeál a felületről.

Entalpia Az oldáshő felbontása az oldott anyag molekuláinak szétválasztása ΔH 2 az oldószer és az oldott anyag molekuláinak keveredése ΔH 3 gyengébb oldott anyag oldószer kölcsönhatás az oldószer molekuláinak szétválasztása ΔH 1 (endoterm) ideális oldat tiszta komponensek erősebb oldott anyag oldószer kölcsönhatás (exoterm)

Az intermolekuláris erők szerepe Ha az összes intermolekuláris erő nagysága azonos, akkor ideális az oldat és DH soln = 0 Ha az oldószer és oldott anyag molekulái közt a erősebb a kölcsönhatás, akkor DH soln < 0 Ha az oldószer/oldat kölcsönhatás gyengébb, DH soln > 0 EOS