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

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

Kémiai reakciók sebessége

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

Spontaneitás, entrópia

Spontaneitás, entrópia

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

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1997

Kinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

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

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

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

Termokémia. Termokémia Dia 1 /55

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

Mivel foglalkozik a hőtan?

Reakciókinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

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

Általános kémia képletgyűjtemény. Atomszerkezet Tömegszám (A) A = Z + N Rendszám (Z) Neutronok száma (N) Mólok száma (n)

Általános Kémia GY 3.tantermi gyakorlat

2011/2012 tavaszi félév 2. óra. Tananyag:

2014/2015. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második forduló KÉMIA. II. KATEGÓRIA Javítási-értékelési útmutató

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

1. előadás. Gáztörvények. Fizika Biofizika I. 2015/2016. Kapcsolódó irodalom:

ROMAVERSITAS 2017/2018. tanév. Kémia. Számítási feladatok (oldatok összetétele) 4. alkalom. Összeállította: Balázs Katalin kémia vezetőtanár

Katalízis. Tungler Antal Emeritus professzor 2017

VEGYÉSZ ISMERETEK EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

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

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

VII. A KÉMIAI REAKCIÓK JELLEMZŐI ÉS CSOPORTOSÍTÁSUK

Természetes vizek, keverékek mindig tartalmaznak oldott anyagokat! Írd le milyen természetes vizeket ismersz!

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

2014/2015. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny második forduló KÉMIA. I. KATEGÓRIA Javítási-értékelési útmutató

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 8. osztály. A versenyző jeligéje:... Megye:...

Az anyagi rendszerek csoportosítása

c A Kiindulási anyag koncentrációja c A0 idő t 1/2 A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

XXIII. SZERVES KÉMIA (Középszint)

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

Általános Kémia Gyakorlat II. zárthelyi október 10. A1

1. feladat Maximális pontszám: feladat Maximális pontszám: feladat Maximális pontszám: feladat Maximális pontszám: 9

13 Elektrokémia. Elektrokémia Dia 1 /52

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

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI-FELVÉTELI FELADATOK (1997)

6. változat. 3. Jelöld meg a nem molekuláris szerkezetű anyagot! A SO 2 ; Б C 6 H 12 O 6 ; В NaBr; Г CO 2.

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

Környezeti kémia: A termodinamika főtételei, a kémiai egyensúly

Hevesy György Országos Kémiaverseny Kerületi forduló február évfolyam

SZÁMOLÁSI FELADATOK. 2. Mekkora egy klíma teljesítménytényező maximális értéke, ha a szobában 20 C-ot akarunk elérni és kint 35 C van?

KÉMIA FELVÉTELI DOLGOZAT

KÉMIA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Fluidum-kőzet kölcsönhatás: megváltozik a kőzet és a fluidum összetétele és új egyensúlyi ásványparagenezis jön létre Székyné Fux V k álimetaszo

1. változat. 4. Jelöld meg azt az oxidot, melynek megfelelője a vas(iii)-hidroxid! A FeO; Б Fe 2 O 3 ; В OF 2 ; Г Fe 3 O 4.

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

Termodinamikai bevezető

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

Általános és szervetlen kémia 1. hét

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

Kémiai alapismeretek 6. hét

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

3. A kémiai reakciók sebessége

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2010/2011. tanév Kémia I. kategória 2. forduló Megoldások

Megjegyzések (észrevételek) a szabad energia és a szabad entalpia fogalmához

Alkalmazás a makrókanónikus sokaságra: A fotongáz

Hőtan I. főtétele tesztek

5. előadás

Általános Kémia, 2008 tavasz

Általános Kémia GY, 2. tantermi gyakorlat

Javítókulcs (Kémia emelt szintű feladatsor)

Tiszta anyagok fázisátmenetei

A feladatok megoldásához csak a kiadott periódusos rendszer és számológép használható!

Kémiai reakciók. Kémiai reakció feltételei: Aktivált komplexum:

1. Gázok oldhatósága vízben: Pa nyomáson g/100 g vízben

Általános és szervetlen kémia Laborelıkészítı elıadás I.

7 Elektrokémia. 7-1 Elektródpotenciálok mérése

Általános Kémia. Sav-bázis egyensúlyok. Ecetsav és sósav elegye. Gyenge sav és erős sav keveréke. Példa8-1. Példa 8-1

Fázisok. Fizikai kémia előadások 3. Turányi Tamás ELTE Kémiai Intézet. Fázisok

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1995 JAVÍTÁSI ÚTMUTATÓ

KÉMIA KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

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

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)

Általános Kémia, 2008 tavasz

Általános kémia vizsgakérdések

1 Műszaki hőtan Termodinamika. Ellenőrző kérdések-02 1

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 2002

1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 12 pont. 3. feladat Összesen: 14 pont. 4. feladat Összesen: 15 pont

Általános Kémia. Dr. Csonka Gábor 1. Gázok. Gázok. 2-1 Gáznyomás. Barométer. 6-2 Egyszerű gáztörvények. Manométer

KÉMIA KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Mekkora az égés utáni elegy térfogatszázalékos összetétele

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

KÉMIA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Kémiai egyensúly. Fizikai kémia előadások 6. Turányi Tamás ELTE Kémiai Intézet. ν j sztöchiometriai együttható

100% = 100 pont A VIZSGAFELADAT MEGOLDÁSÁRA JAVASOLT %-OS EREDMÉNY: EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 20%.

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

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

1. feladat Összesen: 26 pont. 2. feladat Összesen: 20 pont

a. 35-ös tömegszámú izotópjában 18 neutron található. b. A 3. elektronhéján két vegyértékelektront tartalmaz. c. 2 mól atomjának tömege 32 g.

KÉMIAI ALAPISMERETEK (Teszt) Összesen: 150 pont. HCl (1 pont) HCO 3 - (1 pont) Ca 2+ (1 pont) Al 3+ (1 pont) Fe 3+ (1 pont) H 2 O (1 pont)

KÉMIA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

7. Kémia egyenletek rendezése, sztöchiometria

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

1) Standard hidrogénelektród készülhet sósavból vagy kénsavoldatból is. Ezt a savat 100-szorosára hígítva, mekkora ph-jú oldatot nyerünk?

Átírás:

Az egyensúly 6'-1 6'-2 6'-3 6'-4 6'-5 Dinamikus egyensúly Az egyensúlyi állandó Az egyensúlyi állandókkal kapcsolatos összefüggések Az egyensúlyi állandó számértékének jelentősége A reakció hányados, Q: a várható kémiai reakció irányának megjóslása Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

Az egyensúly 6'-6 Az egyensúly körülményeinek megváltozása: Le Châtelier elv Fókusz: A nitrogén ciklus, nitrogén vegyületek szintézise Általános Kémia: Az egyensúly Slide 2 of 27

6'-1 Dinamikus egyensúly Egyensúly Két ellentétes folyamat játszódik le azonos sebességgel. H 2 O(l) H 2 O(g) H 2 O NaCl(s) NaCl(aq) I 2 (H 2 O) I 2 (CCl 4 ) CO(g) + 2 H 2 (g) CH 3 OH(g) Általános Kémia: Az egyensúly Slide 3 of 27

6'-2 Az egyensúlyi állandó Oda: Vissza: CO(g) + 2 H 2 (g) CH 3 OH(g) k -1 CH 3 OH(g) CO(g) + 2 H 2 (g) k 1 R oda = k 1 [CO][H 2 ] 2 R vissza = k -1 [CH 3 OH] Egyensúlyban: R oda = R vissza k 1 CO(g) + 2 H 2 (g) CH 3 OH(g) k -1 k 1 [CO][H 2 ] 2 = k -1 [CH 3 OH] k 1 k -1 = [CH 3 OH] [CO][H 2 ] 2 = K c Általános Kémia: Az egyensúly Slide 4 of 27

Három kiindulási helyzet: V=10 l, T = 483 K Általános Kémia: Az egyensúly Slide 5 of 27

A három reakció eredménye A reakcióelegyek összetétele a reakciók lejátszódása után (M) k 1 CO(g) + 2 H 2 (g) CH 3 OH(g) k -1 CO(g) H 2 (g) CH 3 OH(g) K c = [CH 3 OH] [CO][H 2 ] 2 0.0911 0.0822 0.00892 0.0753 0.1510 0.0247 0.1380 0.1760 0.0620 K c(1) = 14.2 M -2 K c(2) = 14.2 M -2 K c(3) = 14.2 M -2 Általános Kémia: Az egyensúly Slide 6 of 27

Általános kifejezés a A + b B. g G + h H. Egyensúlyi állandó = K c = Termodinamikai Egyensúlyi állandó = K eq = [G] g [H] h. [A] a [B] b. (a G ) g (a H ) h. (a A ) a (a B ) b. a B = [B] c B 0 = B [B] c B 0 standard referencia állapot = 1 mol l -1 (idealis eset) Általános Kémia: Az egyensúly Slide 7 of 27

6'-3 Az egyensúlyi állandókkal kapcsolatos összefüggések A reakció irányának megfordítása a K invertálását eredményezi. A reakció egyenlet egy konstanssal történő beszorzása az egyensúlyi állandó megfelelő hatványozását eredményezi. A reakció egyenlet egy konstanssal történő osztása az egyensúlyi állandó megfelelő gyökét eredményezi. x Általános Kémia: Az egyensúly Slide 8 of 27 1 2 1x 2x K K 1 K 2

Reakció egyenletek összeadása N 2 O(g) + ½O 2 2 NO(g) K c =? N 2 (g) + ½O 2 N 2 O(g) K c(2) = 2.7 10 +18 N 2 (g) + O 2 2 NO(g) K c(3) = 4.7 10-31 = = [N 2 O] [N 2 ][O 2 ] ½ [NO] 2 [N 2 ][O 2 ] [NO] 2 K c = = [N2 O][O 2 ] ½ [NO] 2 [N 2 ][O 2 ] [N 2 ][O 2 ] ½ [N 2 O] 1 = K c(3) = 1.7 10-13 K c(2) Általános Kémia: Az egyensúly Slide 9 of 27

Gáz egyensúlyi állandó, K P Gázelegyek esetében: K P, a gáz komponensek parciális nyomásaiból számítható. [SO 2 SO 2 (g) + O 2 (g) 2 SO 3 (g) K c = 3 ] 2 [SO2 ] 2 [O 2 ] [SO 3 ]= n SO P 3 SO n 3 = [SO 2 ]= SO P 2 SO 2 = V RT V RT n O P 2 O 2 [O 2 ] = = V RT Általános Kémia: Az egyensúly Slide 10 of 27

Egyensúlyi állandó, K P 2 SO 2 (g) + O 2 (g) 2 SO 3 (g) [SO K c = 3 ] 2 [SO2 ] 2 [O 2 ] = P SO 3 RT P SO 2 RT 2 2 P O 2 RT 2 P SO 3 = RT 2 P P SO 2 O2 K c = K P (RT) K P = K c (RT) -1 K P = K c (RT) Δn Általános Kémia: Az egyensúly Slide 11 of 27

Tiszta folyadékok és szilárd anyagok Aktivitásuk egységnyi, ezért nem jelennek meg az a gázfázisra vonatkozó egyensúlyi állandóban C(s) + H 2 O(g) CO(g) + H 2 (g) K c = [CO][H 2 ] = [H 2 O] P CO P H 2 (RT) -1 P H 2O Általános Kémia: Az egyensúly Slide 12 of 27

Égetett mész CaCO 3 (s) CaO(s) + CO 2 (g) K c = [CO 2 ] K P = P CO 2 (RT) Általános Kémia: Az egyensúly Slide 13 of 27

6'-4 Az egyensúlyi állandó számértékének jelentősége Általános Kémia: Az egyensúly Slide 14 of 27

6'-5 A reakció hányados, Q: a várható kémiai reakció irányának megjóslása. k 1 CO(g) + 2 H 2 (g) CH 3 OH(g) k -1 A Q és az egyensúlyi állandó értékének összehasonlítása megadja az irányt. Q c = [C] tc [D] t d [A] ta [B] t b Egyensúlyban: Q c = K c Általános Kémia: Az egyensúly Slide 15 of 27

Reakció hányados és irány Egyensúly A reakció iránya Ha a Q c reakció hányados kisebb mint a K c egyensúlyi állandó, akkor a reakció jobbra indul (a ) és (b), ellenkező esetben balra indul (d), (e). Általános Kémia: Az egyensúly Slide 16 of 27

6'-6 Az egyensúly körülményeinek megváltozása: Le Châtelier elv Amikor egy egyensúlyban lévő rendszer hőmérsékletét, nyomását, vagy a reagensek aktivitását megváltoztatjuk, a rendszer úgy reagál hogy az új egyensúlyban csökkentse (amennyire lehet kompenzálja) a változást. Az egyensúlyban lévő rendszer a külső zavarásra úgy reagál, hogy a zavarás hatásait csökkentse. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 17 of 27

Le Châtelier elv: Példa k 1 2 SO 2 (g) + O 2 (g) 2 SO 3 (g) k -1 K c = 282 1000K Q = [SO 3 ] 2 [SO 2 ] 2 [O 2 ] = K c Q > K c Általános Kémia: Az egyensúly Slide 18 of 27

A feltételek megváltozása Egy reakció komponens hozzáadása megváltoztatja a nyomást P gas. Inert gáz hozzáadása megváltoztatja az össz. nyomást. A relatív parciális nyomások változatlanok. A rendszer térfogatának megváltoztatása megváltoztatja az egyensúlyi mol számokat. [SO K c = 3 ] 2 [SO2 ] 2 [O 2 ] = n SO 3 V V n SO 2 2 2 n O 2 V 2 n SO 3 = V 2 n n SO 2 O2 Általános Kémia: Az egyensúly Slide 19 of 27

A térfogatváltozás hatása [G] K c = g [H] h n = G n H V (a+b)-(g+h) [A]a [B] b g a n A h b n B = g n G a n A h n H b n B V -Δn Amikor a reakcióelegy térfogatát csökkentjük olyan változás következik be ami a gáz molekulák számát csökkenti. Ha a térfogatot növeljük, olyan változás következik be, amely növeli a gáz molekulák számát. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 20 of 27

A példánkon szemléltetve k 1 2 SO 2 (g) + O 2 (g) 2 SO 3 (g) k -1 Dn = 2-3 = -1 K c 2 n SO 3 = V 2 n n SO 2 O2 Mivel molszám változás -1 a térfogat növelése az előtte álló hányados csökkenését idézi elő: Számláló csökken, nevező nő A reakció balra indul. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 21 of 27

A hőmérséklet hatása az egyensúlyra Emeljük a hőmérsékletét egy egyensúlyi elegynek akkor a reakció endoterm irányban indul. Ha csökkentjük a hőmérsékletet az exoterm reakciót indít. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 22 of 27

A katalizátor hatása az egyensúlyra A katalizátor megváltoztatja a reakció mechanizmusát, csökkenti az aktiválási energia gátat. A katalizátor nem befolyásolja az egyensúlyt. De befolyásolja az egyensúly beálltának sebességét. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 23 of 27

Fókusz: A nitrogén ciklus, nitrogén vegyületek szintézise k 1 N 2 (g) + O 2 (g) 2 NO(g) k -1 K P = 4.7 10-31 at 298K and 1.3 x 10-4 at 1800K Általános Kémia: Az egyensúly Slide 24 of 27

Ammónia színtézis Exoterm reakció alacsony T N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g) Dn = -2, nagy P Az optimális körülmények csak az egyensúlyra vonatkoznak, de nem mondanak semmit az egyensúly elérésének sebességéről. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 25 of 27