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

Hasonló dokumentumok
Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

Kémiai reakciók. Kémiai reakció feltételei: Aktivált komplexum:

Kémiai reakciók. Közös elektronpár létrehozása. Általános és szervetlen kémia 10. hét. Elızı héten elsajátítottuk, hogy.

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

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

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

4. változat. 2. Jelöld meg azt a részecskét, amely megőrzi az anyag összes kémiai tulajdonságait! A molekula; Б atom; В gyök; Г ion.

SZERVETLEN KÉMIAI REAKCIÓEGYENLETEK

ÁLTALÁNOS KÉMIA. vetített anyag és egyéb infók helye!!!!!!!

29. Sztöchiometriai feladatok

Jellemző redoxi reakciók:

Az anyagi rendszerek csoportosítása

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)

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Kémiai reakciók sebessége

KÉMIA TEMATIKUS ÉRTÉKELİ FELADATLAPOK. 9. osztály C változat

Kémiai reakciók Műszaki kémia, Anyagtan I. 11. előadás

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

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

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1997

KÉMIA. Kiss Árpád Országos Közoktatási Szolgáltató Intézmény Vizsgafejlesztő Központ 2003

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

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

Általános és szervetlen kémia 1. hét

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

KÉMIA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Elektronátadás és elektronátvétel

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.

A javításhoz kb. az érettségi feladatok javítása az útmutató irányelv. Részpontszámok adhatók. Más, de helyes gondolatmenetet is el kell fogadni!

KÉMIA I. RÉSZLETES ÉRETTSÉGI VIZSGAKÖVETELMÉNY A) KOMPETENCIÁK

KÉMIA Kiss Árpád Országos Közoktatási Szolgáltató Intézmény Vizsgafejlesztő Központ 2003

Redoxi reakciók Elektrokémiai alapok Műszaki kémia, Anyagtan I előadás

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

Kémiai kötések és kristályrácsok ISMÉTLÉS, GYAKORLÁS

Kémiai reakciók 2 H 2 + O 2 = 2 H 2 O. Molekuláris szinten molekulamodellekkel:

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

VII. A KÉMIAI REAKCIÓK JELLEMZŐI ÉS CSOPORTOSÍTÁSUK

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

Az elemeket 3 csoportba osztjuk: Félfémek vagy átmeneti fémek nemfémek. fémek

2019. április II.a, II.b

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

Reakciókinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

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

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

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

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

Kinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

Kémiai alapismeretek 6. hét

KÉMIA TEMATIKUS ÉRTÉKELİ FELADATLAPOK. 9. osztály A változat

KÉMIA I. RÉSZLETES ÉRETTSÉGIVIZSGA-KÖVETELMÉNY A) KOMPETENCIÁK

1. feladat Összesen: 10 pont

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.

Kémiai képletek típusai és jelentései

KÉMIA TANMENETEK osztályoknak

A kémiai egyensúlyi rendszerek

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

Az anyagi rendszerek csoportosítása

2 képzıdése. értelmezze Reakciók tanult nemfémekkel

Gyakorló feladatok. Egyenletrendezés az oxidációs számok segítségével

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

Közös elektronpár létrehozása

2. változat. 6. Jelöld meg, hány párosítatlan elektronja van alapállapotban a 17-es rendszámú elemnek! A 1; Б 3; В 5; Г 7.

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI FELVÉTELI FELADATOK 2004.

Javítókulcs (Kémia emelt szintű feladatsor)

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

Spontaneitás, entrópia

Általános Kémia Gyakorlat II. zárthelyi október 10. A1

Általános kémia vizsgakérdések

Katalízis. Tungler Antal Emeritus professzor 2017

1 Műszaki hőtan Termodinamika. Ellenőrző kérdések-02 1

3. változat. 2. Melyik megállapítás helyes: Az egyik gáz másikhoz viszonyított sűrűsége nem más,

O k t a t á si Hivatal

SZERVES KÉMIAI REAKCIÓEGYENLETEK

... Dátum:... (olvasható név)

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 2000 (pótfeladatsor)

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

Tartalmi követelmények kémia tantárgyból az érettségin K Ö Z É P S Z I N T

b./ Hány gramm szénatomban van ugyanannyi proton, mint 8g oxigénatomban? Hogyan jelöljük ezeket az anyagokat? Egyforma-e minden atom a 8g szénben?

KÉMIA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Oldódás, mint egyensúly

KÉMIA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Kémiai átalakulások. Kémiai átalakulások. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 201

Laboratóriumi technikus laboratóriumi technikus Drog és toxikológiai

MINŐSÉGI KÉMIAI ANALÍZIS

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

Spontaneitás, entrópia

9. évfolyam II. félév 2. dolgozat B csoport. a. Arrheneus szerint bázisok azok a vegyületek, amelyek... b. Arrheneus szerint a sók...

I. Atomszerkezeti ismeretek (9. Mozaik Tankönyv: oldal) 1. Részletezze az atom felépítését!

ÁLTALÁNOS ÉS SZERVETLEN KÉMIA SZIGORLATI VIZSGAKÉRDÉSEK 2010/2011 TANÉVBEN ÁLTALÁNOS KÉMIA

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

KÉMIA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

4. táblázat. 1. osztály 2. osztály 3. osztály 4. osztály SO 4 Cl NO 3 HCO 3

Kémiai alapismeretek hét

Kémiai alapismeretek 11. hét

(összefoglalás) a dőlt betűvel szedett dolgok csak kiegészítő jellegűek, de azért jó, ha tudjuk őket

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

A metabolizmus energetikája

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

Általános és szervetlen kémia Laborelıkészítı elıadás VI

Átírás:

Általános és szervetlen kémia 9. hét Elızı héten elsajátítottuk, hogy a határfelületi jelenségeket és a kolloid rendszereket milyen sajátságok jellemzik Mai témakörök a kémiai reakciók csoportosítása, körülményei reakciósebesség kémiai egyensúly Kémiai átalakulások A kémiai reakció: kötések felbomlása, új kötések kialakulása - az atomok vegyértékelektron-szerkezetében történik változás egyirányú (irreverzibilis) vagy megfordítható (reverzibilis) csak az egymással érintkezı részecskék között mehet végbe Szimbolikus jelzése - reakcióegyenlettel (jobb- és baloldal nem felcserélhetı) A kémiai reakciók körülményei A rendszer és a környezet értelmezése A rendszer: azok az egymással kölcsönhatásban lévı kémiai anyagok összessége, amelyeknek tulajdonságait vizsgálni kívánjuk Nyitott, zárt és elszigetelt rendszer anyag energia kapcsolata a rendszerben anyag bejutása és távozása energia bejutása és távozása 1

A rendszer energiaviszonyai Belsı energia: a rendszer teljes energiakészlete (nem mérhetı, csak a változását lehet meghatározni) A belsı energia megváltozása zárt rendszerben a felvett vagy leadott hı (Q) és a rendszeren vagy a rendszer által végzett munka (W) E = Q + W A rendszer energiaviszonyai A térfogati munka: a térfogat megváltozása miatt bekövetkezı munkavégzés W = - p V CaCO 3 + HCl CaCl 2 + H 2 O + CO 2 2 NaN 3(sz) 2 Na (sz) + 3 N 2(g) gázfejlıdési reakciókban Kémiai átalakulások Csoportosítás a reakció típusa (komponensek száma) szerint a kiindulási anyagok és termékek fázisa szerint a reakció során bekövetkezı hıváltozás szerint a reakciót kiváltó (aktiválási) energia szerint a reakció lépéseinek száma szerint a lejátszódás sebessége szerint a reakcióban az új kötések kialakulása az atomok elektron-szerkezetében milyen jellegő változást idéz elı (elektron átadás vagy közös) 2

A folyamatban résztvevı komponensek száma szerint Egyesülés: több anyagból egyetlen termék NH 3 + HCl NH 4 Cl H 2 + Cl 2 2 HCl C + O 2 CO 2 Ag + + Cl AgCl addíció: CH 3 -CH=CH 2 + Br 2 CH 3 -CHBr-CH 2 Br polimerizáció n C 2 H 4 - CH 2 -(CH 2 -CH 2 ) n -CH 2 - komplexképzıdés Cu 2+ + 4 NH 3 [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ A folyamatban résztvevı komponensek száma szerint Bomlás: egy kiindulási anyagból több termék (NH 4 ) 2 CO 3(sz) 2 NH 3(g) + H 2 O (f) + CO 2(g) 2 NaN 3(sz) 2 Na (sz) + 3 N 2(g) reverzibilis bomlás = disszociáció termikus disszociáció NH 4 Cl (sz) NH 3(g) + HCl (g) elektrolitos disszociáció CH 3 COOH (aq) CH 3 COO (aq) + H+ (aq) HgCl 2(aq) Hg 2+ (aq) + 2 Cl (aq) A folyamatban résztvevı komponensek száma szerint Cserebomlás a reaktánsok egyes részei kicserélıdnek CH 3 COO-CH 3 + HCOO-C 2 H 5 CH 3 COO-C 2 H 5 + HCOO-CH 3 szubsztitúció CH 4 + Cl 2 CH 3 Cl + HCl kondenzáció CH 3 COOH + C 2 H 5 OH hidrolízis CH 3 COO-C 2 H 5 + H 2 O Al 4 C 3 + 12 H 2 O 4 Al(OH) 3 + 3 CH 4 3

A folyamatban résztvevı komponensek száma szerint Izomer átalakulás vegyületen belüli csoportok átrendezıdése NH 4 CNO H 2 N-CO-NH 2 ionos kötéső szervetlen só kovalens kötéső szerves tautomer átalakulások keto-enol tautomeria A reakciók csoportjai fázisok szerint Homogén reakciók egyfázisú gázfázisban N 2 + 3 H 2 2 NH 3 O 3 + NO O 2 + NO 2 oldatban HCl + NaOH H 2 O + NaCl (H + + OH H 2 O) CuSO 4 + 4 NH 4 OH [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 + 4 H 2 O Ag + + 2 S 2 O 2 3 [Ag(S 2 O 3 ) 2 ] 3 A reakciók csoportjai fázisok szerint Heterogén reakciók (többfázisú): reakció különbözı fázisok között 2 K (sz) + Cl 2(g) 2 KCl (sz) CaO (sz) + H 2 O (f) Ca(OH) 2(sz) 2 NaN 3(sz) 2 Na (sz) + 3 N 2(g) 4

A reakciók csoportjai fázisok szerint Heterogén reakciók (többfázisú): új fázis kialakulása gázfejlıdés CaCO 3(sz) + HCl (aq) CaCl 2(aq) + CO 2(g) + H 2 O (f) NH 4 Cl (aq) + NaNO 2(aq) N 2(g) + NaCl (aq) + 2 H 2 O (f) Mg (sz) + 2 HCl (aq) MgCl 2(aq) + H 2(g) Li (sz) + H 2 O (f) LiOH (aq) + H 2(g) A reakciók csoportjai fázisok szerint Heterogén reakciók (többfázisú): új fázis kialakulása csapadékképzıdés (szilárd anyag kiválása oldatból) 2 Ag + + 2 OH Ag 2 O + H 2 O Pb 2+ + 2 OH Pb(OH) 2 Ag + + Cl AgCl A reakciók csoportjai fázisok szerint Heterogén reakciók (többfázisú) csapadék oldása komplexképzéssel Ag 2 O (sz) + H 2 O + 4 NH 3(aq) 2 [Ag(NH 3 ) 2 ] + + 2 OH AgBr (sz) + 2 Na 2 S 2 O 3(aq) 4 Na + +Ag(S 2 O 3 ) 2 ] 3 + Br HgI 2(sz) + 2 I (aq) [HgI 4 ]2 (aq) 5

A kémiai reakciók körülményei A kémiai reakciók lejátszódhatnak állandó térfogaton: E = Q v állandó nyomáson: E = Q p + W a belsı energia megváltozása Entalpia (H): állandó nyomáson az anyagok hıtartalma (nem mérhetı) az elemek 298 K, 0,1 MPa stabilis módosulatának entalpiája = nulla oxigén ózon, grafit gyémánt, bróm (f) bróm (g) A kémiai reakciók körülményei Entalpiaváltozás: állandó nyomáson mért reakcióhı Q p = H A kémiai kötések felszakadása és újak képzıdése során bekövetkezı energiaváltozás miatt az entalpia-változásban a kötési energiák meghatározóak std entalpiaváltozás: a termékek és a kiindulási anyagok is standard állapotban vannak H o std képzıdési entalpia: k H o - standard állapotú elemeibıl 1 mol standard állapotú vegyület képzıdésének entalpia-változása A reakció során bekövetkezı hıváltozás Exoterm reakciók hı leadással járó folyamatok (a termékek energiatartalma kisebb, mint a kiindulási anyagoké) Mg (sz) + O 2(g) 2 MgO (sz) NO 2 + CO CO 2 + NO Endoterm reakciók hı felvétellel járó reakciók (a termékek energiatartalma nagyobb, mint a kiindulási anyagoké) CaCO 3(sz) CaO (sz) + CO 2(g) 6

A kémiai reakciók körülményei Hess tétele: az állandó nyomáson mért reakcióhı csak a kiindulási anyagok és a termékek hıtartalom-különbségébıl adódik, független a reakció lezajlásának útvonalától A reakció során bekövetkezı hıváltozás Az aktiválási energia: a reakció kiváltásához, lejátszódásához szükséges energiatöbblet A részecskék megfelelı irányultságú ütközése - energiatöbblet kell exoterm folyamatok esetén is kell energiát befektetni Reakciók az aktiválási energia szerint Termikus - hı hatására végbemenı folyamatok termikus disszociáció CaCO 3(sz) CaO (sz) + CO 2(g) égési folyamatok Mg (sz) + O 2(g) 2 MgO (sz) 7

Reakciók az aktiválási energia szerint Fotokémiai - fény hatására végbemenı reakciók a fotonok energiája fedezi a kémiai kötések felbomlásához szükséges energiát (gyökök képzıdése) légkörben lejátszódó folyamatok, ózon réteg bomlása, fotoszintézis, látás kémiája, fényképezés 2 AgBr (sz) 2 Ag (sz) + Br 2(g) Reakciók az aktiválási energia szerint Sugárkémiai - radioaktív sugárzással kiváltott kémiai reakció (nem magkémiai) gamma sugarak hatására (radiolízis) Elektrokémiai - elektromos árammal kiváltott folyamatok elektronok a redoxi reakciók térben elkülönített végbemeneteléhez Cu 2+ (aq) + 2 e Cu (sz) Reakciósebesség bármelyik komponens idıegység alatt bekövetkezı koncentrációváltozása v = c / t a kémiai reakcióra jellemzı a kiindulási anyagok koncentrációjának folytonos csökkenése - a sebesség is csökken reakció sebességi állandó A 2 + B 2 2 AB v = k [A 2 ] [B 2 ] 8

A reakció rendősége a sebességi egyenletben szereplı koncentrációk kitevıinek összege elemi reakciók esetén csak egész szám lehet meghatározása különbözı kiindulási koncentrációhoz tartozó felezési idı alapján elsırendő reakciók felezési ideje független a kiindulási koncentrációtól t 1 / 2 = ln 2 k Aktiválási energia A befektetendı aktiválási energia nagysága eltérı a reakciók eltérı útvonala esetén katalizált folyamatok párosítatlan elektron(oka)t tartalmazó részecskék kis aktiválási energiát igényelnek a sebességi állandó és a hımérséklet összefüggése Arrhenius egyenlet k = A e E / RT Katalízis olyan reakcióúton lejátszódó folyamat, amelyben kisebb aktiválási energia szükséges 2 H 2 O 2(f) 2 H 2 O (f) + O 2(g) HCOOH (f) H 2 O (f) + CO (g) 9

A kémiai reakciók körülményei Gibbs: az entalpiaváltozás két részbıl tevıdik össze az egyik rész szabadon átalakítható más energia-fajtává - a rendszer munkavégzı képességét jelenti - szabadentalpia változás a másik rész nem alakítható át más energiává - ahhoz szükséges, hogy adott hımérsékleten tartsa a rendszert, biztosítsa annak rendezetlenségét - entrópia változás H = G + T S Josiah Willard Gibbs A kémiai reakciók körülményei A kémiai folyamatok iránya: G = H - T S a szabadentalpia csökkenéssel járó folyamatok önként végbemennek vagy a csökkenés irányába tolódnak el entalpia növekedés és entrópia csökkenés sohasem játszódik le entalpia csökkenés és entrópia növekedés mindig lejátszódik hımérséklettıl függı a reakció lejátszódása G = 0 esetén egyensúlyi állapot van A kémiai reakciók körülményei Szabadentalpia változás - a reakció lejátszódásának elvi lehetıségére ad információt 10

Összetett kémiai folyamatok Egyensúlyra vezetı folyamatok: a kiindulási anyagok koncentrációja nem válik nullává, az egyensúly kialakulása után a reakciósebesség állandó értéket vesz fel Összetett kémiai folyamatok egyensúlyi állandó: a reakciósebességek hányadosa álladó a A + b B v K = v keletkezı bomlási c C + d D c d [C] [D] = a [A] [B] b Le Chatelier elv: a legkisebb kényszer elve - az egyensúlyi rendszer külsı hatásra olyan irányba tolódik, amely a külsı hatást legjobban mérsékelni tudja Henry Le Chatelier Sorozatos reakciók a keletkezı termék további reakcióban vesz részt és a visszaalakulás mértéke elhanyagolható a folyamat bruttó sebességét a legkisebb sebességő lépés szabja meg k 1 k 2 k 1 >> k 2 k 1 << k 2 11

Láncreakció a reakció több, egymást követı lépésbıl áll H 2 + Cl 2 2 HCl a folyamatnak három szakasza különíthetı el: láncindítás, lánc fenntartás, lánczáró lépések láncindító lépés a legkisebb kötési energiájú molekula kötésének felbomlása gyökök képzıdése Cl 2 Cl + Cl klórgyökök képzıdése, megfelelı frekvenciájú fotonok hatására Láncreakció lánc fenntartó lépések a gyök úgy reagál egy másik molekulával, hogy helyette másik gyök keletkezik Cl + H 2 HCl + H H + Cl 2 HCl + Cl Cl + HCl H + Cl 2 lánczáró lépések a gyökök egymás közötti reakciója Cl + H HCl Cl + Cl Cl 2 H + H H 2 idegen termék Láncreakció CH 4 + Cl 2 CH 3 Cl + HCl lánc indítás: Cl 2 Cl + Cl lánc fenntartás: Cl + CH 4 HCl + CH 3 CH 3 + Cl 2 CH 3 Cl + Cl Cl + CH 3 Cl H + CH 2 Cl 2 lánc zárás: Cl + Cl Cl 2 CH 3 + Cl CH 3 Cl nem elkülönülı szakaszok Cl + H HCl CH 3 + CH 3 C 2 H 6 12