Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Füüsikaline keemia TTÜ lühikonspekt". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
soojus, faasid, entalpia, kristian, leite, lott, soojusefekt, const, faaside, soojushulk, standardne, paisumistöö, siseenergia, gibbsi, isobaar, kineetika, termodünaamilised, olekuvõrrand, protsessifunktsioon, energiavahetus, adiabaatne, tasakaalukonstandienryappele, kalde, astendaja, menteni, ruumiosa, ümbritsevast, olekuparameetrid, sõltuvusKolloidkeemia Kristian Leite 2012 Materjal/aine Kalju Lott Kolloidkeemia Kristian Leite 2012 Materjal/aine Kalju Lott 1.) Dispergeeritud süsteemide klassifikatsioon Dispergeeritud süsteem e. peenendatud süsteem süsteem, kus on enamasti üks faas maatriksiks ja teine faas või faasid, mis on jaotatud väikeste tükkidena suurema faasi sees, kuid mitte molekulidena (nagu lahuses). Näiteks kolloidid. Dispersioonikeskkond analoogia lahusti. Nö. maatriks, milles on peenendatud kujul teine faas Dispergeeritud faas analoogia lahustunud aine. Aine, mis on dispersioonikeskkonnas peenendatud kujul.
Borni algoritm Born koostas abivahendi seoste Paisumistöö töö, mis on tingitud ruumalamuutusest leidmiseks olekufunktsioonide omavahelistes sõltuvustes. Protsessifunktsioon süsteemis toimuvat protsessi Nelinurgas on 2 noolt, 1 ülalt alla, 2. Vasakult paremale. iseloomustav suurus, sõltub protsessi läbiviimise viisist, Vaadates olekufunkts ja olekupar paigutust on näha, et iga tähistatakse väiketähega (töö w, soojus q) olekufunkts on ümbritsetud temale omaste Reaktsiooni isobaar Isobaariga saab leida olekuparameeteritega (yl: H,S,V kesk: P,V all: G,T,F) tasakaalukonstandi, kui P=const Eksotermiline protsess soojus eraldub Reaktsiooni isoterm Isotermiga saab leida Endotermiline protsess soojus neeldub tasakaalukonstandi, kui T=const
Avatud süsteem toimub nii energia- kui ka ainevahetus ümbritseva keskkonnaga Suletud süsteem puudub ainevahetus ümbrusega, aga võib toimuda energiaülekanne kas töö (mehaaniline toime) või soojusena (termiline toime). Isoleeritud süsteem puudub nii energia- kui ka ainevahetus. Väliskesskonnaga pole ei mehhaanilist ega soojuslikku kontakti. Adiabaatne süsteem soojusvahetus väliskeskkonnaga puudub Eksotermiline protsess soojus eraldub Endotermiline protsess soojus neeldub Adiabaatne protsess puudub soojusvahetus Isotermiline protsess temperatuur konstantne Isobaariline protsess rõhk konstantne Isokooriline protsess ruumala konstantne Paisumistöö töö, mis on tingitud ruumalamuutusest Kasulik töö töö. mis ei ole seotud rummalamuutusega (näiteks akus või kütuseelemendis toimuva keemilise reaktsiooni töö) Soojusmahtuvus C on soojushulk, mis kulub, et tõsta keha soojust 1 kraadi võrra
puudub soojusvahetus ümbritseva keskkonnaga. Suletud süsteemi siseenergia muutus ∆ U üleminekul algolekust lõppolekusse on võrdne süsteemile antava soojushulga q ja tema heaks tehtava töö w summaga. Süsteem võib ka energiat kaotada, st teha tööd või anda ära mingi osa soojusest. Seega muutub suletud süsteemi energia energiavahetuse tõttu keskkonnaga. 3. Protsessifunktsioonid. Energia, töö, soojus. Termodünaamika I seadus. Olekufunktsioonid. Paisumistöö. Kalorimeetria. Siseenergia. Nimetage ja seletage termodünaamika esimesest seadusest tulenevaid järeldusi Isohooriline, isobaariline ja isotermiline. Energia on keha või jõu võime teha tööd. Siseenergia – Siseenergia muut on võrdne soojusefektiga konstantsel ruumalal qv=∆U, süsteemi summaarne võime teha tööd, süsteemi koguenergia. Kui teeme tööd, siis siseenergia kasvab
Väliskeskk pole ei meh. ega soojuslikku kontakti. Adiabaatne süst soojusvahetus väliskeskk. Puudub Paisumistöö töö, mis on tingitud ruumalamuutusest Soojusmahtuvus C on soojushulk, mis kulub, et tõsta keha soojust 1 kraadi võrra Erisoojus - Ce soojushulk, mis kulub 1 g aine temperatuuri tõstmiseks 1 kraadi võrra Moolsoojus - Cm soojushulk, mis kulub 1 mooli aine temperatuuri tõstmiseks 1 kraadi võrra Siseenergia muut (qv = U) on võrdne soojusefektiga V=konts Entalpia muut (qp = H) on soojusefekt konstantsel rõhul Reaktsiooni entalpia on soojusefekt, mis kaasneb keemilise reaktsiooniha (ku rõhk ja temperatuur ei muutu) Reaktsiooni standardne entalpia on reaktsiooni entalpia 298K juures Standartne entalpiamuut H sellise protsessi entalpiamuut, mille korral nii lähteained kui ka saadused on oma standartolekus
isoprotsessiga) P=konst - isobaarilised protsessid atmosfääri rõhul lahtises nõus kulgevad reaktsioonid V=konts isokoorilised protsessid hermeetiliselt suletud jäigaseinalises aparatuuris toimuvad protsessid T=konts isotermilised protsessid Adiabaatilised protsessid ei toimu soojusvahetust ümbrusega (q = 0) muutuvad:T, P, V Protsesside liigid soojusvahetuse suuna järgi Eksotermiline protsess soojus eraldub Endotermiline protsess soojus neeldub Adiabaatiline protsess puudub soojusvahetus Olekufunktsioonid Olekufunktsioonid on arvutavad suurused. Süsteemi olekufunktsioonideks on sellised süsteemi olekut iseloomustavad suurused, mis ei sõltu oleku saavutamise viisist. Olekufunktsioone tähistatakse suurte tähtedega (siseenergia U, entalpia H, entroopia S, Gibbsi energia G) Protsessifunktsioon süsteemis toimuvat protsessi iseloomustav suurus, mis sõltub protsessi läbiviimise viisist (nt. töö w, soojushulk q) Töö (w)
isoprotsessiga) P=konst - isobaarilised protsessid atmosfääri rõhul lahtises nõus kulgevad reaktsioonid V=konts isokoorilised protsessid hermeetiliselt suletud jäigaseinalises aparatuuris toimuvad protsessid T=konts isotermilised protsessid Adiabaatilised protsessid ei toimu soojusvahetust ümbrusega (q = 0) muutuvad:T, P, V Protsesside liigid soojusvahetuse suuna järgi Eksotermiline protsess soojus eraldub Endotermiline protsess soojus neeldub Adiabaatiline protsess puudub soojusvahetus Olekufunktsioonid Olekufunktsioonid on arvutavad suurused. Süsteemi olekufunktsioonideks on sellised süsteemi olekut iseloomustavad suurused, mis ei sõltu oleku saavutamise viisist. Olekufunktsioone tähistatakse suurte tähtedega (siseenergia U, entalpia H, entroopia S, Gibbsi energia G) Protsessifunktsioon süsteemis toimuvat protsessi iseloomustav suurus, mis sõltub protsessi läbiviimise viisist (nt. töö w, soojushulk q) Töö (w)
osakestevaheline vastastikmõju pV = nRT R – gaasi universaalkonstant; R = 8.314 J/molK (ehk 0.0820 dm3atm/molK); R = poVo/To; po – normaalrõhk (1 atm. ehk 101 325 Pa), To – normaaltemperatuur (0 °C ehk 273.15 K), Vo – molaarruumala normaaltingimustel (22.4 dm3/mol). olekufunktsioonid – funktsioonid, mis sõltuvad olekuparameetritest (siseenergia U, entalpia H, entroopia S, vabaenergia G). on määratud süsteemi olekuga, mitte sellega, kuidas see olek on saavutatud. protsessid soojusvahetuse järgi eksotermiline protsess – energia/soojus eraldub ΔH < 0 nt: keemiliste sidemete moodustamine / ühinemisreaktsioonid; tahkumine, kondensatsioon endotermiline protsess – energia/soojus neeldub ΔH > 0 nt: keemiliste sidemete lõhkumine / lagunemisreaktsioonid; sulamine, aurustumine
saavad vedelikust lahkuda. Gaasiline Aine molekulid/aatomid liiguvad täiesti vabalt ja korratult. Pole kindlat ruumala ega kuju. Plasmaolek Aine koosneb elektriliselt laetud või neutraalsetest aatomitest ning vabadest elektronidest. Ioniseeritud gaas, kus on positiivse laenguga ioonid ja negatiivse laenguga elektronid. 15. Termodünaamika I seadus · Energia ei teki ega kao, vaid muundatakse mingiks teiseks vormiks. · Suletud süsteemi siseenergia väheneb, kuna soojus, mis läheb välja (ekso), ning töö, mida süsteem teeb, on negatiivsed; s.t süsteemi energia muutub. · Isoleeritud süsteemi siseenergia ei muutu, sest energiaülekanne puudub. · Tsüklilises protsessis on süsteemi töö võrdne ümbruselt saadud soojusega w=q. 16. Termodünaamika I seaduse matemaatiline avaldis · U = q + 17. Protsessid püsival ruumalal ja rõhul, entalpia,
detekteerida ja identifitseerida. Määramispiir (ka kvantiseerimispiir) (limit of quantitation, LoQ) on madalaim analüüdi sisaldus proovis, mida antud metoodika võimaldab usaldusväärselt kvantitatiivselt määrata. 35. Termodünaamika I seadus. Termodünaamika I seadus ehk energia jäävuse seadus ütleb: energia ei teki ega kao, vaid muundatakse mingiks teiseks vormiks. 36. Termodünaamika I seaduse matemaatiline avaldis. U q 37. Protsessid püsival ruumalal ja rõhul, entalpia, soojusmahtuvus. Siseenergia muut on võrdne soojusefektiga konstantsel ruumalal. Entalpia (kui rõhk ei muutu) Keemias toimub enamus reaktsioone aga konstantsel rõhul (lahtises anumas). Siin teeb süsteem saadud soojuse arvel ka tööd ja tema siseenergia muutus on selle võrra väiksem. Siseenergia pole piisavalt hea olekufunktsioon, kirjeldamaks süsteemiga toimunud muutusi. Konstantsel rõhul toimuvate protsesside kirjeldamiseks on parem entalpia H
Kui parameetrid. Puudub väline mõjutus. Tasakaalu saabumine või reaktsiooni tulemusena suletud süsteemis temperatuur tõuseb suur) , mitte saabumine annab võimaluse temp. mõõtmiseks. Temp. on termodünaamilise tasakaalu kõige olulisemaks kriteeriumiks. keskkonna temp. suhtes , siis peab soojus eralduma süsteemist Tsur Tsur keskkonda - soojusefekt q on negatiivne - reaktsioon on Temp. on molekulide kineetilise energia väljundiks. Nullseadus: eksotermiline. Kui reaktsiooni tulemusena suletud süsteemis q sys,rev q sys kui kaks süsteemi a ja b on termilises tasakaalus kolmanda süsteemiga c, siis on nad omavahel tasakaalus. Kelvin on abs.
Kaitse mõjub kuni protektori täielikule oksüdeerumiseni. 5) Katmine korrosiooni-kindlama metalliga (Cr, Ni) ; inhibiitorite kasutamine Korrosiooni puhastamise liigid : galvaaniline, mehaaniline, elektrolüütiline, keemiline puhastus. Termodünaamika Süsteem võib olla : avatud (aine ja energiavahetus süsteemi ja keskkonna vahel ) ; suletud ( toimub energiavahetus ) ; isoleeritud (vahetust ei toimu ) . Olekufunktsioonid suurused, mis ei sõltu oleku saavutamise viisist : siseenergia, entalpia, entroopia, vabaenergia. Töö ja soojus EI ole olekufunktsioonid ! Olekuparameetrid : temperatuur(T), rõhk(P), ruumala(V), ainehulk(n) . Siseenergia- süsteemi sumaarne võime teha tööd (U). Ühikuks 1 Dzaul. Siseenergia on süsteemi koguenergia. Me ei saa mõõta süsteemi koguenergiat, kuid saame mõõta energiamuutust. Kui tehakse tööd, siis süsteemi siseenergia KASVAB ! Soojus energia, mis kantakse üle tänu temperatuuri erinevusele energia voolab soojusena
Mehaaniline töö loetakse posit. td süst. paisumisel (mahu suurenemisel), negatiivseks aga komprimeerimisel (mahu väh.).; Intensiivsed suurused - Intensiivseteks nim. selliseid töötava keha parameetreid, mis ei sõltu termodün.süsteemis oleva keha massist või osakeste arvust. Intensiivne parameeter on nt. rõhk ja temp.; Ekstensiivsed suurused - parameetrid, mis on proportsionaalsed süsteemis olevate kehade massiga või osakeste arvuga. Nt. maht, energia, entroopia, entalpia. 50 grammil ainel on 2x rohkem siseenergiat kui 25 grammil ainel samadel tingimustel. 3. Defineerige süsteemi siseenergia. Süsteemi summaarset võimet teha tööd nim tema siseenregiaks U. 4. Arvutage soojuse ja töö tõttu tekkiv siseenergia muutus. U=q+w q-eraldunud soojuse hulk ;w-paisumistöö 5. Arvutage gaasi paisumisega kaasnev töö, soojuse ja siseenergia muutus. w=-PexV (w=-nRTlnV2/V1)? 6. Sõnastage termodünaamika I seadus ja selgitage sellest seadusest tulenevaid järeldusi
Termodünaamika I seadus ehk energia jäävuse seadus ütleb: energia ei teki ega kao, vaid muundatakse mingiks teiseks vormiks. Suletud süsteemi siseenergia muutus U üleminekul algolekust lõppolekusse on võrdne süsteemile antava soojushulga q ja tema heaks tehtava töö w summaga. Süsteem võib ka energiat kaotada, st teha tööd või anda ära mingi osa soojusest. Seega muutub suletud süsteemi energia energiavahetuse tõttu (kas töö või soojusena) keskkonnaga. Soojus, mis läheb välja (ekso), on negatiivne. Töö, mida süsteem teeb, on negatiivne (töö läheb välja). Selle tõttu suletud süsteemi siseenergia väheneb. Suletud süsteemi energia muutub tänu energiavahetusele soojuse ja töö kujul süsteemi ja ümbritseva keskkonna vahel. Isoleeritud süsteemi siseenergia ei muutu, sest energiaülekanne puudub ( U = 0). Tsüklilises protsessis, juhul kui süsteemi alg ja lõppolek langevad kokku on üldine siseenergia muutus U =O
süsteemile antava soojushulga q ja tema heaks tehtava töö w summaga. Süsteem võib ka energiat kaotada, st teha tööd või anda ära mingi osa soojusest. Seega muutub suletud süsteemi energia. • Suletud süsteemi energia muutub tänu energiavahetusele soojuse ja töö kujul süsteemi ja ümbritseva keskkonna vahel. Isoleeritud süsteemi siseenergia ei muutu, kuna puudub soojusülekanne 3. Protsessifunktsioonid. Energia, töö, soojus. Termodünaamika I seadus. Olekufunktsioonid. Paisumistöö. Kalorimeetria. Siseenergia. Nimetage ja seletage termodünaamika esimesest seadusest tulenevaid järeldusi. Energia- keha või jõu võime teha tööd, džaul Töö on liikumine mõjuva jõu vastu. Soojus on energia, mis kantakse üle tänu temperatuuri erinevusele. Kõrgemalt madalamale. Termodünaamika I seadus: isoleeritud süsteemi siseenergia on konstantne, mitteisoleeritud süsteemi korral ∆U=q+w
katkemine Keemiliste sidemete lõhkumiseks kulutatakse energiat Keemiliste sidemete tekkimisel eraldub energiat ja osakesed lähevad püsivamasse olekusse Süsteemi olekut ja tema muutus saab iseloomustada olekuparameetriga ja olekufunktsiooniga. Olekufunktsioonid on arvutavad suurused. Süsteemi olekufunktsioonideks on sellised süsteemi olekut iseloomustavad suurused, mis ei sõltu oleku saavutamise viisist: siseenergia, entalpia, entropia, vabaenergia. Olekufunktsiooni erinevus kahe oleku vahel sõltub ainult nendest olekutest, aga mitte viisist, kuidas ühest teise liiguti. Süsteemi summaarset võimet teha tööd nimetatakse tema siseenergiaks U. Siseenergia ühikuks on dzaul (J). Siseenergia on süsteemi koguenergia. Siseenergia muutusega, näiteks gaasi kokkusurumisel, kaasneb reeglina molekulide kineetilise ja potentsiaalse energia muutus. Kineetiline energia
Süsteem võib ka energiat kaotada, s.t. teha tööd või anda ära mingi osa soojusest. Seega muutub suletud süsteemi energia energiavahetuse tõttu (kas töö või soojusena) keskkonnaga. *Soojus, mis läheb välja (ekso), on negatiivne. *Töö, mida süsteem teeb, on negatiivne (töö läheb välja). *Selle tõttu suletud süsteemi siseenergia väheneb. Isoleeritud süsteemi siseeneria ei muutu, sest energiaülekanne puudub U=0. 17. Protsessid püsival ruumalal ja rõhul, entalpia, soojusmahtuvus? Kui mingis protsessis kolmest olekuparameetrist jääb üks muutumatuks, siis on tegemist isoprotsessiga). Olekuparameetrid on mõõdetavad suurused: temperatuur (T); rõhk (P); ruumala (V); ainehulk (n). Parameetrite omavaheline sõltuvus kujutab endast ideaalgaasi olekuvõrrand: pV=m/M*RT pV=n*RT n=m/M Kus R on gaasi universaalkonstant, mis kehtib ühe mooli gaasi korral (8,314 J/K mol) Ideaalgaas on paljudest korrapäratus soojusliikumises
Siseenergia (U), J/mol – süsteemi moodustavate osakeste liikumise ja vastastikuste seoste energia; isoleeritud süsteemis ∆U = 0. Termodünaamika I seadus ehk energia jäävuse seadus: ∆U = q + w , q – süsteemile antud energia (soojus); w – süsteemi suhtes tehtud töö; • Energia ei teki ega kao, kuid ta võib minna ühest liigist teise. • Isoleeritud süsteemi koguenergia on jääv. Termodünaamika I seadus keemiliste protsesside korral: Reaktsiooni soojusefekt on määratud reaktsiooni saaduste ja lähteainete energiate vahega; on võrdne eraldunud või neeldunud energiaga, kui ei tehta tööd (w = 0). Entalpia (H), J/mol: ∆H = ∆U + p⋅∆V , ∆V – ruumala muut; w = - p⋅∆V (paisumistöö); eksotermiline protsess: energia eraldub, ∆H < 0; endotermiline protsess: energia neeldub, ∆H > 0. Isokoorne protsess (V = const.), reaktsiooni soojusefekt qv = ∆U; w = 0 isobaarne protsess (p = const.), reaktsiooni soojusefekt qp = ∆H.
Siseenergia (U), J/mol süsteemi moodustavate osakeste liikumise ja vastastikuste seoste energia; isoleeritud süsteemis U = 0. Termodünaamika I seadus ehk energia jäävuse seadus: U = q + w , q süsteemile antud energia (soojus); w süsteemi suhtes tehtud töö; · Energia ei teki ega kao, kuid ta võib minna ühest liigist teise. · Isoleeritud süsteemi koguenergia on jääv. Termodünaamika I seadus keemiliste protsesside korral: Reaktsiooni soojusefekt on määratud reaktsiooni saaduste ja lähteainete energiate vahega; on võrdne eraldunud või neeldunud energiaga, kui ei tehta tööd (w = 0). Entalpia (H), J/mol: H = U + pV , V ruumala muut; w = - pV (paisumistöö); eksotermiline protsess: energia eraldub, H < 0; endotermiline protsess: energia neeldub, H > 0. Isokoorne protsess (V = const.), reaktsiooni soojusefekt qv = U; w = 0 isobaarne protsess (p = const.), reaktsiooni soojusefekt qp = H.
o Adsorptsioon o Aurustumine o Sulamine o Difusioon o Elektrolüüs · Termodünaamika on teadus energia muundumistest. · Süsteem võib olla o Avatud o Suletud o Isoleeritud o Homogeensed o Heterogeensed · Süsteemi olekufunktsioonideks (arvutatavad suurused) on sellised süsteemi olekut iseloomustavad suurused, mis ei sõltu oleku saavutamise viisist: o Siseenergia, o Entalpia, o Entropia, o Vabaenergia. · Olekuparameetrid on mõõdetavad suurused: o Temperatuur (T) o Rõhk (P) o Ruumala (V) o Ainehulk (n) o Kui mingis protsessis kolmest olekuparameetrist jääb üks muutumatus, siis on tegemist isoprotsessiga. · Protsessid: o P=konst isobaarilised protsessid atmosfääri rõhul lahtises nõus kulgevad reaktsioonid
reaktsiooni poolestusaeg. t1/2 = 1/k ln2 Reaktsioonimehhanismid. Enamik reaktsioone kulgeb mitme etapina- elementaarreaktsiooni e elementaaraktina. Reaktsioonimehhanism – elementaaraktide järgnevus Kiirust limiteeriv etapp – mitmeetapilise reaktsiooni see etapp (elementaarakt), mis on kõige aeglasem Ahelreaktsioonis tekib aktiivse vaheühendi reageerimisel uus vaheühend, sellest omakorda järgmine jne. Aktiivne vaheühend on sageli radikaal. Initsiaator – tekitab ahela (võib olla soojus, valguskvant vmt) Jätkav elementaarakt – tekitab produkti ja uue ahelkandja ehk ahela jätkaja. Ahel katkeb kui 2 aktiivset osakest kohtuvad. Tegemist on hargneva ahelreaktsiooniga, kui tekib rohkem kui üks aktiivne osake, võib sageli viia plahvatuseni Reaktsiooni kiiruskonstant suureneb soojendamisel. Kiiruskonstandi sõltuvust temperatuurist kirjeldab Arrheniuse võrrand: ln k = ln A – Ea/RT k = Ae-E indeksiga a/RT k – kiiruskonstant; A –
Isoleeritud süsteemi siseenergia ei muutu, sest energiaülekanne puudub (∆U = 0) Tsüklilises protsessis, juhul kui süsteemi alg ja lõppolek langevad kokku on üldine siseenergia muutus ∆U = 0. Seega on selles protsessis süsteemi töö võrdne ümbruselt saadud soojusega w=q 27. Termodünaamika I seaduse matemaatiline avaldis. ∆U = q + w 28. Protsessid püsival ruumalal ja rõhul, entalpia, soojusmahtuvus. Isobaariline protsess, ehk protsess püsival rõhul V1/V2 = T1/T2 Isohooriline protsess, ehk protsess püsival ruumalal P1/T1 = P2/T2 ehk P1T2 = P2T1 Konstantsel rõhul toimuvate protsesside kirjeldamiseks kasutatakse mõistet entalpia . Entalpia on termodünaamilise süsteemi siseenergia (U) ja rõhuenergia (pV) summa H = U + pV (ühik džaul)
reaktsiooni vahestaadiumitest! Entroopia Iseeneslike protsessidega kaasneb energia ja aine jaotuse korrapära kahanemine ehk siis korrapäratuse kasv. 24. Termodünaamika I seaduse matemaatiline avaldis. U kui olekufunktsiooni olemasolu. Kui ainehulk on jääv, siis siseenergia muutus U=Q-W, kus Q on süsteemi sisestatud soojushulk ja W süsteemi tehtud töö. 25. Protsessid püsival ruumalal ja rõhul, entalpia, soojusmahtuvus. Konstantsel rõhul on süsteemi entalpiamuut võrdne süsteemi poolt neelatud (või eraldunud) soojusega. Endotermilise protsessi korral H > 0 ja eksotermilise protsessi korral H < 0. 26. Järeldused Hessi seadusest, tekke- ja põlemissoojused. Hessi seaduse järeldus: Entalpiamuut (soojusefekt) sõltub süsteemi alg- ja lõppolekust, mitte aga protsessi läbiviimise teest või reaktsiooni vahestaadiumitest! 27
ruumala (V), ainehulk (n) · Parameetrite omavaheline sõltuvus kujutab endast ideaalgaasi olekuvõrrand: pV=m/M*RT pV=nRT 30. Termodünaamika I seadus. Termodünaamika I seadus ehk energia jäävuseseadus ütleb: energia ei teki ega kao, vaid muundatakse mingiks teiseks vormiks. 31. Termodünaamika I seaduse matemaatiline avaldis. U=q+ U siseenergia muutus q susteemile antav soojushulk w töö 32. Protsessid püsival ruumalal ja rohul, entalpia, soojusmahtuvus. Siseenergia muut on vordne soojusefektiga konstantsel ruumalal. Entalpia- Konstantsel rõhul toimuvate protsesside kirjeldamiseks on parem entalpia H. H =U + PV H =U +n(gaas)RT Entalpiamuut on soojusefekt konstantsel rõhul. Soojusmahtuvus soojushulk, mis kulub keha temperatuuri tostmiseks 1 oC vorra kui temperatuuri tostmine ei muuda aine agregaatolekut (keemilist koostist). Soojusmahtuvuse uhikuks on [J/K]. C = q/ T
lahutatud lähteainete tekkesoojuste algebraline summa. Tekkesoojus - ühendit iseloomustav suurus, mis ei sõltu ühendi saamisviisist. Tekkesoojuseks nimetatakse soojusehulka, mis vabaneb (või neeldub) ühe mooli aine tekkimisel püsivas olekus olevatest lihtainetest nn. standardtingimustel (normaalrõhul ja temperatuuril 298 K). Lihtaine tekkesoojused on võrdsed 0-ga Põlemissoojus- ühe mooli aine täielikul põlemisel vabanev soojusehulk. 3. Hessi seadus - Reaktsiooni soojusefekt sõltub ainult süsteemi alg- ja lõppolekust. Seda väidet nimetatakse Hessi seaduseks ehk termokeemia põhiseaduseks. See on termodünaamika I seaduse rakendus keemilistele protsessidele. Hessi seadusest tehakse järgmised järeldused: a) pärisuunalise keemilise reaktsiooni soojusefekt on võrdnevastasmärgiga võetud vastassuunalise reaktsiooni soojusefektiga. b) Astmelistes reaktsioonides on soojusefekt võrdne üksikute reaktsioonistaadiumite soojusefektide summaga
protsessi läbiviimise teest või reaktsiooni vahestaadiumitest! Entroopia-Iseeneslike protsessidega kaasneb energia ja aine jaotuse korrapära kahanemine ehk siis korrapäratuse kasv. 52. Termodünaamika I seaduse matemaatiline avaldis. U kui olekufunktsiooni olemasolu. Kui ainehulk on jääv, siis siseenergia muutus ΔU=ΔQ-ΔW, kus ΔQ on süsteemi sisestatud soojushulk ja ΔW süsteemi tehtud töö. 53. Protsessid püsival ruumalal ja rõhul, entalpia, soojusmahtuvus. Konstantsel rõhul on süsteemi entalpiamuut võrdne süsteemi poolt neelatud (või eraldunud) soojusega. Endotermilise protsessi korral ΔH > 0 ja eksotermilise protsessi korral ΔH < 0. 54. Järeldused Hessi seadusest, tekke- ja põlemissoojused. Hessi seaduse järeldus: Entalpiamuut (soojusefekt) sõltub süsteemi alg- ja lõppolekust, mitte aga protsessi läbiviimise teest või reaktsiooni vahestaadiumitest! 55
N: klaas Avatud süsteem vahetab ümbruskonnaga nii ainet kui energiat. N: katseklaas gaasiga Olekuparameeter süsteemi iseloom mõõdetav suurus (rõhk temp, ruumala, ...) Olekufunktsioon suurus, mis sõltub ainult olekuparameetritest, aga mitte süsteemi antud olekusse jõudmise teest. N: V·P/T 20. Isohooriline protsess konstantsel ruumalal olev süsteem tööd ei tee. Järelikult on sellest süsteemist eralduv või selles neelduv soojus võrdne süsteemi siseenergia muudaga: qv = U Isobaariline protsess protsess toimub püsival rõhul, siis gaaside eraldumisel teeb süsteem (paisumis) tööd: qp = U w = U + P·V 21. Tekkeentalpia on energia muut antud ühendi tekkimisel lihtainetest standardtingimustel. Ühik J Põlemissoojus 1 mooli aine täielikul põlemisel vabanev soojushulk. Ühik J/mol Aurustumissoojus - soojushulka, mille peab andma kindlal temperatuuril oleva
N: klaas Avatud süsteem vahetab ümbruskonnaga nii ainet kui energiat. N: katseklaas gaasiga Olekuparameeter süsteemi iseloom mõõdetav suurus (rõhk temp, ruumala, ...) Olekufunktsioon suurus, mis sõltub ainult olekuparameetritest, aga mitte süsteemi antud olekusse jõudmise teest. N: V·P/T 20. Isohooriline protsess konstantsel ruumalal olev süsteem tööd ei tee. Järelikult on sellest süsteemist eralduv või selles neelduv soojus võrdne süsteemi siseenergia muudaga: qv = U Isobaariline protsess protsess toimub püsival rõhul, siis gaaside eraldumisel teeb süsteem (paisumis) tööd: qp = U w = U + P·V 21. Tekkeentalpia on energia muut antud ühendi tekkimisel lihtainetest standardtingimustel. Ühik J Põlemissoojus 1 mooli aine täielikul põlemisel vabanev soojushulk. Ühik J/mol Aurustumissoojus - soojushulka, mille peab andma kindlal temperatuuril oleva
Dzaul – energi, töö ja soojushulk. 1 cal = 4,184 J 6. Aine (gaasi) suhteline tihedus – näitab, mitu korda on antud aine teisest ainest raskem või kergem. Ühikuta suurus. Väljendatakse õhu või vesiniku suhtes. Aine (gaasi) absoluutne tihedus – 1 kuupdetsimeetri aine (gaasi) mass normaaltingimustel. Ühik: g/l o 7. SO2 (g) + H2S (g) = 3 S (romb.) + H2O (v) ∆H 298 = -233,8 J Reaktsiooni soojusefekt (Reaktsioon on eksotermiline. Süsteemi entalpia väheneb.) Näidatakse ära aine agrekaatolek. Ühe mooli lähteaine kohta. Reaktsioonis osalevate ainete mool suhteid. Reaktsioonis olevate ainete koostist. Reaktsiooni saaduse eraldumist. Reaktsiooni toimumise eritingimusi (temp, rõhk, katalüsaatorite juuresolek). 8. Iooni laeng - suurus on võrdne tema osakeste (prootonite, neutronite ja elektronide elektrilaengute summaga. Näiteks alumiiniumi (keemiline element nr
Dzaul energi, töö ja soojushulk. 1 cal = 4,184 J 6. Aine (gaasi) suhteline tihedus näitab, mitu korda on antud aine teisest ainest raskem või kergem. Ühikuta suurus. Väljendatakse õhu või vesiniku suhtes. Aine (gaasi) absoluutne tihedus 1 kuupdetsimeetri aine (gaasi) mass normaaltingimustel. Ühik: g/l o 7. SO2 (g) + H2S (g) = 3 S (romb.) + H2O (v) H 298 = -233,8 J Reaktsiooni soojusefekt (Reaktsioon on eksotermiline. Süsteemi entalpia väheneb.) Näidatakse ära aine agrekaatolek. Ühe mooli lähteaine kohta. Reaktsioonis osalevate ainete mool suhteid. Reaktsioonis olevate ainete koostist. Reaktsiooni saaduse eraldumist. Reaktsiooni toimumise eritingimusi (temp, rõhk, katalüsaatorite juuresolek). 8. Iooni laeng - suurus on võrdne tema osakeste (prootonite, neutronite ja elektronide elektrilaengute summaga. Näiteks alumiiniumi (keemiline element nr
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu Vahetusreaktsioon - kulgeb kahe liitaine vahel, kusjuures tekib kaks uut liitainet: BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4 + 2NaCl Termodünaamika 26. Termodünaamika I seadus- ehk energia jäävuse seadus ütleb: energia ei teki ega kao, vaid muundatakse mingiks teiseks vormiks 27. Termodünaamika I seaduse matemaatiline avaldis. q = ∆U + w 28. Protsessid püsival ruumalal ja rõhul, entalpia, soojusmahtuvus. Siseenergia muut on võrdne soojusefektiga konstantsel ruumalal. Entalpiamuut on soojusefekt konstantsel rõhul. Konstantsel rõhul on süsteemi entalpiamuut võrdne süsteemi poolt neelatud (või eraldunud) soojusega. Endotermilise protsessi korral ΔH > 0 ja eksotermilise protsessi korral ΔH < 0 Soojusmahtuvus – soojushulk, mis kulub keha temperatuuri tõstmiseks 1 ºC võrra kui temperatuuri tõstmine ei muuda aine agregaatolekut (keemilist koostist). 29
Lahusti molekulid ja lahustunud aine osakesed (ioonid, molekulid) või dispergeeritud süsteemides kolloidosakesed liituvad, tekivad muutuva koostisega solvaadid. Solvatatsiooni erijuhtum hüdratatsioon - vee molekulide liitumine mingi muu aine osakestega (ioonidega, molekulidega), lahusesse moodustuvad hüdraadid. Dissotsiatsioon lahustumisel lahustunud aine jagunemine solvateeritud ioonideks. Lahustumisega võib kaasneda soojusefekt: · eksotermiline efekt lahustuva aine kristallvõre lõhkumiseks kulutatav energia on väiksem kui solvatatsioonil vabanev energia; · endotermiline efekt - kristallvõre lõhkumiseks kulutatav energia on suurem kui lahustuva aine solvatatsioonil vabanev energia. Lahustumissoojus soojushulk, mis eraldub või neeldub kindla koguse aine lahustumisel teatud koguses lahustis. Kontsentratsioon ehk sisaldus Kontsentratsioon väljendab lahustunud aine hulka kindlas lahuse või lahusti koguses.
R- Universaalne gaasikonstant omab arvulisi väärtusi. (sõltuvalt tingimustest) Sõltub ühikutest ja väljendatuna 1 mooli gaasi kohta ja omab järgmisi väärtusi: R = Po*Vo / To = 1 atm*22,4 l / 273 K = 0,082 l*atm/K No normaaltingimused (nullike) R = 760 mmHG*22400 CM3 / 273 K = 62400 cm3*mmHg/K Si süsteemis 1 Kmol kohta: R = 101325 Pa * 22,4m3 / 273 K 00 8314 Pa * kmol/K = 83143... /mol Gaasi olekuvõrrandist tingimustes kui konstant on moolide arv ja temperatuur: Const : n, T -> P*V = n*RT. Tuleneb Boyle`I Mariotte`I seadus: P * V = P1*V1=P2*V2 ->V1/V2=P1/P2. Boyle´I_Mariotte´I seadus jääval rõhul on gaasi antud massi ruumala võrdeline gaasi absoluutse temperatuuriga (Kelvinites). Kui V ja n on konstandid, sii: P=n/v*T= const. -> P1/T1= P2/T2. Seoses normaaltingimustes: kui gaasi rõhk ja temp. erinevad normaaltingimustest saadakse seos gaasi ruumala ümberarvutamiseks normaaltingimustele (P0, V0. T0): P0*V0/T0=P*V/T
annaabi.ee 
