Halmazállapot változások

Hasonló dokumentumok
Többkomponenső rendszerek

Halmazállapot változások. Folyadékok párolgása. Folyadékok párolgása

Általános és szervetlen kémia Laborelıkészítı elıadás I.

5. előadás

Oldatok - elegyek. Elegyek: komponensek mennyisége azonos nagyságrendű

Elegyek. Csonka Gábor 2008 Általános Kémia: oldatok 1 dia

5/12/2010. Elegyek. 4-1 Az elegyek fajtái. 10% etanol oldat (v/v) 4-2 Koncentrációk. Mol koncentrációk. 4-3 intermolekuláris kölcsönhatások

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

Oldatok - elegyek. Többkomponensű homogén (egyfázisú) rendszerek. Elegyek: komponensek mennyisége azonos nagyságrendű

Halmazállapot-változások vizsgálata ( )

TÖBBKOMPONENS RENDSZEREK FÁZISEGYENSÚLYAI II. Ismerjük fel, hogy többkomponens fázisegyensúlyokban a folyadék fázisnak kitüntetett szerepe van!

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Kémia I. 6. rész. Halmazállapotok, halmazállapot változások

Az anyagi rendszer fogalma, csoportosítása

Általános és szervetlen kémia 5. hét. Anyagi halmazok jellemzıi. Kinetikus gázelmélet. Elızı héten elsajátítottuk, hogy.

A sav és bázis fogalma

Az anyagi rendszerek csoportosítása

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

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

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

Kolloidkémia 1. előadás Első- és másodrendű kémiai kötések és szerepük a kolloid rendszerek kialakulásában. Szőri Milán: Kolloidkémia

Folyadékok. Molekulák: Gázok Folyadékok Szilárd anyagok. másodrendű kölcsönhatás növekszik. cseppfolyósíthatók hűtéssel és/vagy nyomással

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.

TÖBBKOMPONENS RENDSZEREK FÁZISEGYENSÚLYAI IV.

Folyadékok. Molekulák: Gázok Folyadékok Szilárd anyagok. másodrendű kölcsönhatás növekszik. cseppfolyósíthatók hűtéssel és/vagy nyomással

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

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

Óravázlat- kémia: 4. fejezet 1. óra

Művelettan 3 fejezete

Kémiai kötések és kristályrácsok ISMÉTLÉS, GYAKORLÁS

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

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

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

Általános kémia vizsgakérdések

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

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

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1995 JAVÍTÁSI ÚTMUTATÓ

Általános és szervetlen kémia 1. hét

Általános és szervetlen kémia 3. hét Kémiai kötések. Kötések kialakítása - oktett elmélet. Lewis-képlet és Lewis szerkezet

HOMOGÉN EGYENSÚLYI ELEKTROKÉMIA: ELEKTROLITOK TERMODINAMIKÁJA

Általános Kémia, BMEVESAA101

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

1. feladat Összesen: 18 pont. 2. feladat Összesen: 9 pont

Általános Kémia, BMEVESAA101 Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár. Az anyag Készítette: Dr. Csonka Gábor egyetemi tanár,

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 2002

Kémiai reakciók. Kémiai reakció feltételei: Aktivált komplexum:

Osztályozó vizsgatételek. Kémia - 9. évfolyam - I. félév

Kémiai reakciók sebessége

Általános Kémia Gyakorlat II. zárthelyi október 10. A1

ÖSSZEFOGLALÁS HŐTANI FOLYAMATOK

VEGYÉSZ ISMERETEK EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Többkomponensű rendszerek I.

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.

Allotróp módosulatok

1. feladat Összesen 16 pont

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1997

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. Általános és szervetlen kémia 9. hét. Elızı héten elsajátítottuk, hogy

2012/2013 tavaszi félév 8. óra

8. Halmazok, halmazállapot-változások. az anyagi rendszereket vizsgáljuk, állapotukat jellemezzük. általános séma:

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

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

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

ELTE II. Fizikus, 2005/2006 I. félév KISÉRLETI FIZIKA Hıtan 9. (XI. 23)

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

Halmazállapot-változások

Kolloidkémia 5. előadás Határfelületi jelenségek II. Folyadék-folyadék, szilárd-folyadék határfelületek. Szőri Milán: Kolloidkémia

Légköri termodinamika

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Kolloid állapotjelzık. Molekuláris kölcsönhatások. Határfelületi jelenségek: fluid határfelületek

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

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

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

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

PHYWE Fizikai kémia és az anyagok tulajdonságai

Biofizika szeminárium. Diffúzió, ozmózis

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1999

10.) Milyen alakja van az SF 4 molekulának? Rajzolja le és indokolja! (2 pont) libikóka; indoklás: 1 nemkötő és 4 kötő elektronpár

Minta vizsgalap I. Karikázza be az egyetlen megfelelő válasz betűjelét! (10x1 pont) 1. Melyik sorban szerepel csak só?

Minta vizsgalap (2007/08. I. félév)

Javítókulcs (Kémia emelt szintű feladatsor)

Telítetlen oldat: még képes anyagot feloldani (befogadni), adott hőmérsékleten.

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

A v i z e s o l d a t o k k o n c e n t r á c i ó j á n a k m e g a d á s a

8. Osztály. Kód. Szent-Györgyi Albert kémiavetélkedő

Tiszta anyagok fázisátmenetei

Kész polimerek reakciói. Makromolekulák átalakítása. Makromolekulák átalakítása. Természetes és mesterséges makromolekulák átalakítása cellulóz, PVAc

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

Határfelületi jelenségek. Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 3. Általános anyagszerkezeti ismeretek. N m J 2

TERMODINAMIKAI EGYENSÚLYOK. heterogén és homogén. HETEROGÉN EGYENSÚLYOK: - fázisegyensúly. vezérlelv:

Ni 2+ Reakciósebesség mol. A mérés sorszáma

Az anyagi rendszerek csoportosítása

Elméleti kérdések 11. osztály érettségire el ı készít ı csoport

Elektronegativitás. Elektronegativitás

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)

VÍZKÉMIA TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Oldódás, mint egyensúly

Anyagi halmazok jellemzıi. 5. hét. Kinetikus gázelmélet. Kinetikus gázelmélet

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

XVII. SZERVETLEN KÉMIA (Középszint)

Halmazállapotok. llapotok. Kristályos anyagok, atomrács

Átírás:

Halmazállapot változások 6. hét Egy anyag különbözı halmazállapotai közötti átmenet - elsıfajú fázisátalakulások A kémiai összetétel nem változik meg Adott nyomáson meghatározott hımérsékleten megy végbe energia befektetés, vagy elvonás Halmazállapot változások Adott halmazállapotban a részecskék mozgása, kinetikus energiája kell a halmaz elhagyásához Olvadáspont - szilárd és folyadék között egyensúlyi állapot Szublimációspont szilárd és gáz között Forráspont folyadék és gáz Folyadékok párolgása a részecskék kinetikus energiája különbözı, közülük a nagy mozgási energiájú a folyadék felületén kilép a gáztérbe gız nyitott térben teljesen elpárolog zárt térben a gıztér telítetté válik, egyensúly alakul ki gıznyomás (tenzió): a folyadék felett zárt térben kialakuló egyensúlyi állapotban mért nyomás 1

Folyadékok párolgása a gıznyomás az anyagi minıségtıl és a hımérséklettıl függ forráspont: az a hımérséklet ahol a folyadék feletti gıznyomás eléri a külsı nyomást a külsı nyomás változó normál forráspont: forráspont 0,1 MPa nyomáson desztilláció: forrás és kondenzálás Folyadékok párolgása kritikus hımérséklet: az a hımérséklet, amelyen a folyadék és telített gızének sőrősége megegyezik kritikus nyomás: a kritikus hımérsékleten mért gıznyomás a kritikus hımérséklet felett az anyag csak gáz halmazállapotú lehet, nem cseppfolyósítható H 2 O: 374,2 C, 21,8 MPa CO 2 : 31,1 C, 7,3 MPa O 2 : -118,3 C, 5,0 MPa Gibbs-féle fázistörvény Fázis - a rendszer fizikai határfelülettel elválasztott részei Homogén és heterogén rendszerekre Komponensek száma - kémiailag egységes anyagok Szabadsági fokok száma - az állapotjelzık (t, p, c) Egyensúlyban lévı heterogén rendszer: F + Sz = K + 2 2

Fázisdiagramok - állapotdiagramok a fázisátalakulás (halmazállapot változás) grafikus ábrázolása - az állapotjelzık függvényében a görbe nevezetes pontjainak és a folyamatok jelölése H - hármaspont három fázis egyensúlya K - kritikus pont kritikus hımérséklet és nyomás Fázisdiagramok A halmazállapot változás 0,1 MPa nyomáson adott körülmények között melyik állapotban található meg az anyag olvadás vagy szublimáció következik-e be a forráspont értelmezése víz szén-dioxid Homogén rendszerek Egy fázisú rendszer - nincsenek benne határfelületek Oldat: Két vagy több kémiailag egységes anyag homogén egyfázisú keveréke. Az oldatok a nagyobb mennyiségő oldószerbıl és a kisebb mennyiségő oldott anyagból állnak. Elegy: Ha az oldott anyag és az oldószer mennyisége közel megegyezik ideális elegy - az összetevı komponensek megırzik sajátságaikat - additivitás reális elegy - a komponensek elkeveredésekor dilatáció vagy kontrakció lép fel 3

Oldatok Tulajdonságai a komponensek tulajdonságaitól és koncentrációjától függenek a koncentráció megadása: a megnevezett alkotórész mennyisége az oldatban/elegyben esetleg oldószerben tömegtört, tömegszázalék (w) moltört, molszázalék (x) kémiai koncentráció (molaritás) (c n mol/dm 3 ) tömegkoncentráció (c m g/dm 3 ) Raoult koncentráció (molalitás) (c R mol/1000 g oldószer) Az oldódás (elegyedés) Adott folytonos közegben a részecskék molekuláris mérető eloszlatása (hımozgás révén) fizikai oldódás szolvatáció (hidratáció) ionos kötéső vegyületek molekularácsos anyagok "hasonló a hasonlóban oldódik jól" egyes anyagok reakcióba lépnek a vízzel - oldódásuk kémiai oldódás (hidrolízis) dipólusos vegyületek Oldódás (elegyedés) Fizikai oldódás: az oldandó anyag részecskéi a kristályrácsból kiszakadnak, az oldószer molekuláival kölcsönhatásba kerülnek (szolvatáció, víz esetén hidratáció) ionos kötéső kristályok oldása molekularácsos kötéső kristályok oldása 4

Oldódás (elegyedés) Az oldódás sebessége: idıegység alatt bekövetkezı koncentrációváltozás v = c / t anyagi minıség - keverés mértéke - hımérséklet szemcseméret - koncentráció Telített oldat: az oldódó és kiváló részecskék száma megegyezik Oldhatóság: adott körülmények között (hımérséklet, nyomás) a telített oldat koncentrációja Oldáshı Az oldás során bekövetkezı energiaváltozás - oldáshı: 1 mol anyagból végtelen híg oldat elkészítésekor bekövetkezı hımennyiség változás (rácsenergia és szolvatációs hı) az oldat felmelegszik, az oldáshı elıjele negatív exoterm folyamat E r < E sz az oldat lehől, az oldáshı elıjele pozitív endoterm folyamat, E r > E sz Szilárd anyagok oldódása folyadékban Az oldhatóság hımérsékletfüggése - növekvı és csökkenı - az oldáshı elıjelétıl függıen A nyomás gyakorlatilag nem változtat a szilárd anyag oldhatóságán pozitív oldáshı negatív oldáshı 5

Szilárd anyagok oldódása folyadékban Rosszul oldódó ionos vegyületek: A hidratációs energia kisebb, mint a rács-energia nem fedezi a kristály aprózódását oldható, ha tartalmaz NH 4+, Li +, Na +, K + NO 3-, CH 3 COO - Cl -, Br -, I - SO 4 2- legjobban oldódik legrosszabbul oldódik legrosszabbul oldódik nem oldható, ha tartalmaz CO 3 2-, S 2- PO 4 3-, OH - Ag +, Pb 2+, Hg 2 2+ Ba 2+, Pb 2+, Ca 2+, Sr 2+ Szilárd anyagok oldódása folyadékban A rosszul oldódó anyagok oldhatóságát - az oldódási egyensúlyból származtatható oldhatósági szorzattal (L) jellemezzük nem a tényleges koncentrációval Az A m B n összetételő só esetén: A m B n m A n+ + n B m- L = [A n+ ] m [B m ] n Szilárd anyagok oldódása folyadékban Híg oldatok: az oldott anyaghoz képest az oldószer olyan nagy feleslegben van, hogy az oldott anyag részecskéi nem gyakorolnak számottevı kölcsönhatást egymásra - moltört < 0,01 - az oldószerre nézve ideális oldat nem illékony oldott anyag hatással van az oldat gıznyomására, a fagyáspontjára és forráspontjára, az ozmózis jelenségére 6

Oldatok gıznyomása Raoult-törvénye: a nem illékony oldott anyag megváltoztatja a párolgás mértékét az oldott anyag koncentrációjának függvényében csökken az oldószer gıznyomása - P = X oldószer p relatív gıznyomáscsökkenés: p / p = n / n oldószer Fagyáspont és forráspont változása A nem illékony oldott anyagot tartalmazó oldat forráspontja magasabb, fagyáspontja pedig alacsonyabb, mint a tiszta oldószeré forráspont emelkedés fagyáspont csökkenés T = i k c R hımérséklet változás részecskeszám Raoult oldószerre koncentráció jellemzı állandó Ozmózis féligáteresztı hártyával elválasztott oldat és oldószer között megindul az oldószer molekulák átáramlása a nagyobb koncentrá-ciójú oldat felé hajtóereje a koncentrációk kiegyenlítıdése π 7

Ozmózisnyomás Az oldat ozmózisnyomása az a nyomás, amely képes megakadályozni az oldószer átáramlását a membránon (pl. sejthártya, cellofán, mőanyag membrán) Van't Hoff: π V = n R T π = c n R T π = i c n R T Fordított ozmózis (reverz ozmózis) az oldatot nagyobb nyomás alá helyezve, mint az ozmózis nyomása a membránon keresztül megindul az oldószer kiáramlása az oldatból tengervíz sótalanítása (ihatóvá tétel), gyümölcslevek töményítése Gázok oldódása folyadékban A fizikai oldódás kismértékő (inert gázok: O 2, N 2, CH 4 ), kémiai kölcsönhatás az oldószerrel (CO 2, NH 3, HCl, HCHO) O 2 CH 4 CO 2 SO 2 NH 3 HCl HCHO 0 C 0,006945 0,003959 0,3346 22,83 89,5 82,3 31,2 20 C 0,004339 0,002319 0,1688 11,28 53,1 72,0 40,2 40 C 0,003082 0,001586 0,0973 5,41 30,7 63,3 49,2 60 C 0,002274 0,001144 0,0576 56,1 62,0 g/100 g víz 8

Gázok oldódása folyadékban Az oldhatóság függ a hımérséklettıl nyomástól Henry-Dalton törvény c = K p Gázok oldódása szilárd anyagban adszorpció - felületi megkötıdés oldódás (abszorpció) - a gázmolekulák beépülése a szilárd anyag kristályrácsába nagy ipari jelentıségő a hidrogéngáz oldódása fémekben (Pd, Pt) tárolás, katalizátor 1 g vanádium által oldott hidrogéngáz Folyadékok elegyedése Korlátlanul elegyedı folyadékok: bármilyen arányban keverhetık, mindig egy folyadékfázis lesz (apoláris molekulájúak - benzol - toluol vagy egymással hidrogénkötésre alkalmas folyadékok - víz - alkohol) Korlátozottan elegyedı: csak bizonyos határok közötti keverési aránynál kapunk egy fázist, azon túl két folyadékfázis lesz jelen (fenol-víz) Nem elegyedı folyadékok: mindig két folyadékfázis van jelen (toluol-víz) nem elegyedı nem oldódó!!! egymásban kis mértékő oldódás elkülönülı homogén fázisok (sőrőség) - széles hımérséklet-tartományban 9

Folyadékok korlátlan elegyedése a folyadékok egymással összemérhetı mennyisége: X i = n i / n ö A folyadékelegy gıznyomása a gız valamennyi komponens gızét tartalmazza az elegy gıznyomása a komponensek parciális nyomásából adódik össze Raoult- törvény: az elegy gıznyomásában a komponensek tenziója mindig kisebb, mint lenne tiszta állapotában Ideális elegyben: P a = X a p a Ideális folyadékelegyek az elegyedés nem jár hı- és térfogatváltozással a molekulák között ható kohéziós és adhéziós erık hatása azonos lineáris összefüggés a komponens tiszta állapotbeli gıznyomása és az elegybeli parciális nyomása között P = X a p a + X b p b Reális folyadékelegyek kontrakció vagy dilatáció és hıváltozás van az alkotó komponensek parciális tenziója nem változik lineárisan az összetétellel, mert a komponensek különbözı molekulái között az adhézió kisebb mint a kohézió: az elegyben kisebb lesz a vonzó kölcsönhatás és könnyebben párolognak (etanol és víz) az elegy gıznyomása nagyobb lesz a számítottnál adhézió nagyobb: az elegyben nagyobb lesz a vonzóerı, mint a tiszta anyagok esetén, ezek nehezebben párolognak (víz és salétromsav) az elegy gıznyomása kisebb lesz a számítottnál 10