Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Keemia alused: Termodünaamika ". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
reaktsioon, entalpia, entroopia, soojus, vabaenergia, gaas, tahk, termodünaamika, siseenergia, soojusmahtuvus, hinnake, aururõhk, keemistemp, tasakaalukonstant, lahustuvus, segud, komponent, standardne, osmoos, tasakaalukonstandi, kiiruskonstant, tekkeentalpia, entroopiat, korrapäratus, kineetika, saadused, lähteained, dünaamiline, iseeneslikkuElavhõbe termomeetris – suletud f. Taim – avatud Füüsiline keemia kästileb keemilisi nähtuseid ja seaduspärasusi füüsika printsiipidega. 2. Kirjelda kolme viisi, kuidas saab tõsta siseenergiat avatud süsteemis! Millisega neist meetodidest saab tõsta siseenergiat suletud süsteemis? Kas mõni kõlbab ka isoleeritud süsteemi energia tõstmiseks? Siseenergiat saab tõsta töö tegemisega, temperatuuri tõstmisega. Suletud süsteemis siseenergia väheneb, isoleeritud süsteemis siseenergia ei muutu, sest 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
– suletud - puudub ainevahetus ümbrusega, aga võib toimuda energiaülekanne kas töö (mehaaniline toime) või soojusena (termiline toime). – isoleeritud - puudub nii energia- kui ka ainevahetus. Väliskeskkonnaga pole ei mehhaanilist ega soojuslikku kontakti. Siseenergiat avatud süsteemis saab tõsta: – paisumistöö: w = -Pex∆V (töö, mille tulemusena muutub süsteemi ruumala) – raskuse tõstmine: w = mg∆h – elektriline töö: w = φ∆q 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. • 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
protsesside kulgemise üldised füüsikalised seaduspärasused. (adsorptsioon, aurustumine, sulamine, difusioon, elektrolüüs jne) Termodünaamika Termodünaamika uurib ainult makrosüsteeme, mitte üksikuid molekule või nende osi. Termodünaamika on teadus energia muundumistest. Termodünaamiline süsteem süsteem, mida saab ümbritsevast keskkonnast eraldada ja eksperimentalselt uurida. Termodünaamika ajalugu Õpetus termiliste protsesside soojusefektidest ja tööst. Klassikaline termodünaamika tekkis 19.sajandi keskel. Tänapäeval uurimisobjekt: erinevate energiavormide vastastikused üleminekud mitmesugustes füüsikaliste ja keemilistes protsessides. Süsteemid ja ümbritsev keskkond Süsteemide jaotus teda väliskeskkonnaga siduvate protsesside järgi: avatud - toimub nii energia- kui ka ainevahetus ümbritseva keskkonnaga suletud - puudub ainevahetus ümbrusega, aga võib toimuda energiaülekanne kas töö (mehaaniline toime) või soojusena (termiline toime).
Füüsikaline keemia Füüsikaliseks keemiaks nimetatakse teadusharu, mille uurimisobjektiks on aine ehitus ja keemiliste protsesside kulgemise üldised füüsikalised seaduspärasused. (adsorptsioon, aurustumine, sulamine, difusioon, elektrolüüs jne) Termodünaamika Termodünaamika uurib ainult makrosüsteeme, mitte üksikuid molekule või nende osi. Termodünaamika on teadus energia muundumistest. Termodünaamiline süsteem süsteem, mida saab ümbritsevast keskkonnast eraldada ja eksperimentalselt uurida. Termodünaamika ajalugu Õpetus termiliste protsesside soojusefektidest ja tööst. Klassikaline termodünaamika tekkis 19.sajandi keskel. Tänapäeval uurimisobjekt: erinevate energiavormide vastastikused üleminekud mitmesugustes füüsikaliste ja keemilistes protsessides. Süsteemid ja ümbritsev keskkond
.. siis reaktsiooni summaarne järk on astendajate summa a+b+... - nulljärku (a=0, kiirus = k), reaktsioonikiirus ei sõltu lähteainete kontsentratsioonidest - esimest järku (a = 1, kiirus = k[A]), kontsentratsioon väheneb ajas eksponentsiaalselt: ln [A]t/[A]t = -k*t [A]t = [A]0e-kt - teist järku (a = 2, kiirus = k[A]2); lähteaine kontsentratsiooni saab arvutada võrranditest: 1/[A]t – 1/[A]0 = kt; [A]t = [A]0/1+kt[A]0 Pseudo-esimest järku reaktsioon. Kui ühte lähteainet on suures ülehulga, siis selle kontsentratsioon muutub reaktsiooni vältel vähe ja seda muutust võib ignoreerida. Poolestusaeg. Esimest järku reaktsioonis väheneb lähteaine kontsentratsioon 2 korda iga võrdse ajavahemiku tagant. Vastav aeg on reaktsiooni poolestusaeg. t1/2 = 1/k ln2 Reaktsioonimehhanismid. Enamik reaktsioone kulgeb mitme etapina- elementaarreaktsiooni e elementaaraktina. Reaktsioonimehhanism – elementaaraktide järgnevus
Keemia alused. Põhimõisted ja -seaduspärasused I. Termodünaamika alused 1. Termodünaamika põhimõisted Süsteem vaadeldav universumi osa (liigitus: avatud, suletud, isoleeritud); faas ühtlane süsteemi osa, mis on teistest osadest eralduspinnaga lahutatud ja erineb teistest osadest oma füüsikalis-keemiliste omaduste poolest; olekuparameetrid iseloomustavad süsteemi termodünaamilist olekut: temperatuur (T), rõhk (p), ruumala (V), aine hulk (koostis) (n); olekuvõrrandid olekuparameetrite vahelised seosed.
Keemia alused. Põhimõisted ja -seaduspärasused I. Termodünaamika alused 1. Termodünaamika põhimõisted Süsteem – vaadeldav universumi osa (liigitus: avatud, suletud, isoleeritud); faas – ühtlane süsteemi osa, mis on teistest osadest eralduspinnaga lahutatud ja erineb teistest osadest oma füüsikalis-keemiliste omaduste poolest; olekuparameetrid – iseloomustavad süsteemi termodünaamilist olekut: temperatuur (T), rõhk (p), ruumala (V), aine hulk (koostis) (n); olekuvõrrandid – olekuparameetrite vahelised seosed.
o Protsess keevitusest kiirem. · Joodise puudus: o Jooteliite temperatuuritundlikkus (kuumus võib põhjustada liite tugevuse vähenemise) · Woodi sulam (Wood's alloy) 50% vismuti, 26,7% plii, 13,3% tina ja 10% kaadmiumi o Sulamistemperatuur on madalam tema komponentide sulamistemperatuurist · Molaarne kontsentratsioon ehk molaarsus iseloomustab lahuse kontsentratsiooni ning näitab, mitu mooli ainet on lahustatud 1 liitris lahustis · Redoksreaktsioon on keemiline reaktsioon, mille juures elektronid lähevad üle redutseerjalt oksüdeerijale ning esimese oksüdatsiooniaste suureneb, teise oma samal ajal väheneb · Elektrone loovutavaid aatomeid nimetatakse redutseerijaks. · Raud oksüdeerub ehk on anood (loovutab elektrone) · Galvaanielement seadis, kus keemilise reaktsiooni energia muudetakse elektrienergiaks o Element koosneb kahest vastavasse elektrolüüdilahusesse paigutatud elektroodist
Veel näiteid: kroom(III)oksiid (Cr2O3), raud(III)oksiid (Fe2O3), tsinkoksiid (ZnO). Amfoteersed oksiidid veega ei reageeri. Neutraalsetele oksiididele ei vasta ühtegi hapet ega alust. Hapete, leeliste ega veega nad ei reageeri. Sellesse alaliiki kuulub ainult 3 mittemetallioksiidi: süsinikoksiid CO (tuntud ka vingugaasina), lämmastikoksiid NO ja dilämmastikoksiid N2O (tuntud ka naerugaasi nime all). 25. Keemiline reaktsioon (liigitus, näited). Looduses, keemiatööstuses ja bioloogilistes protsessides kulgevad keemilised reaktsioonid jaotatakse kaheks: · reaktsioonid, milles reageerivate ainete aatomite oksüdatsiooniaste ei muutu · reaktsioonid, milles aatomite oksüdatsiooniaste muutub (redoksreaktsioon). Paralleelsed reaktsioonid Mõnikord kulgeb ühtede ja samade lähteainete vahel mitu erinevat keemilist reaktsiooni. Näiteks benseeni reageerimisel klooriga tekib alati nii klorobenseeni
aluselised, happelised, neutraalsed ja amfoteernsed. Nt. H2O- vesi; Al2O3- alumiiniumoksiid; CaO- kaltsiumoksiid ehk kustutamata lubi. *Hüdroksiidid: Koosneb metallioonidest ja hüdroksiidioonidest (OH -). Jaotatakse leelised(lahustuvad vees) ja nõrgad alused(ei lahustu). Nt. Ca(OH) 2- kaltsiumhüdroksiid; KOH-kaaliumhüdroksiid; NaOH- naatriumhüdroksiid. *Happed: Annab lahusesse vesinikioone. HCl-vesinikkloriidhape(soolhape); H2SO4- väävelhape; HNO3- lämmastikhape. 8. Mis on keemiline reaktsioon? Nimeta keemilise reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid? Keemiline reaktsioon on protsess, mille käigus ühest või mitmest keemilisest ainest (lähteaine(te)st) tekib keemiliste sidemete katkemise ja/või moodustumise tulemusena üks või mitu uute omadustega keemilist ainet (saadust, produkti). Jaotatakse: reaktsioonid kus reageerivate ainete aatomite oksüdatsiooniaste muutub ja, sellised kus ei muutu. Reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid:
Oksüdeerumisprotsessi tõttu on ta anood ning talle tekib elektronide liig (negatiivne laeng) Katoodil (vaskelektrood): Cu redutseerumine Need liigsed elektronide suunatakse edasi katoodile, milleks on vähemaktiivsem metall. Selle pinnal liidavad tema ioonid elektrone ehk redutseeruvad, sadestudes lihtainena. Et seal elektrone ioonide poolt seotakse, on katoodil positiivne laeng. Gibbsi energia muut määrab reaktsiooni toimumise suuna/spontaansuse. Iseeneslikult toimub reaktsioon kui E > 0 G < 0. Seega kulgeb redoksreaktsioon suunas, kus kõrgema redokspotentsiaaliga komponent on oksüdeerija ja madalama redokspotentsiaaliga komponent on redutseerija. Elektromotoorjõu mõõtmise kaudu on võimalik arvutada väga täpseid Gibbsi energia väärtusi. Juhul, kui ei ole tegemist standardtingimustega, tuleb arvestada elektroodipotentsiaalide ja vastavalt elektromotoorjõu sõltuvustn temperatuurist ja kontsentratsioonidest. Elektrolüüsi võib läbi viia ka sulas soolas.
Kütuselemendid _ Kütuse oksüdeerimisel eraldava energia arvel => elektrienergia _ Kütusena: erinevaid gaasilisi või vedelaid aineid (H2, CH4, CH3OH). _ Redutseerijat ja oksüdeerijat tuuakse elementi pidevalt juurde ning saadused viiakse välja. Elektrolüüs _ Elektrolüüs on _ redoksreaktsioon, mis toimub elektrolüüdi lahuses või sulas elektrolüüdis _ elektroodide pinnal elektrivoolu toimel, kus elektrienergia muundub keemiliseks energiaks! _ elektrokeemiline reaktsioon alalisvoolu mõjul, mis reeglina viib aine lagunemisele. Metallide korrosioon _ Korrosioon toimub õhus, looduslikes vetes ja pinnases. _ Metallidekorrosioon on iseeneslikult kulgev oksüdatsioon. _ Korrosioon on alati redoksreaktsioon. _ Keemiline korrosioon Keemilise korrosiooni puhul hävib metall ümbritseva keskkonna mõjul iseenesest, kusjuures metall reageerib keemiliste ainetega osaliselt. Keemiline korrosioon esineb mitteelektrolüütide (bensiin, nafta, õlid) kokkupuutel metalliga
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
On madala sulamistemperatuuriga pehmeid aineid, aga ka väga kõrge sulamistemperatuuriga ülimalt tugevaid ja vastupidavaid aineid (teemant). Mittemetallide värvused võivad olla väga erinevad. 21. Alused- koosnevad metallioonist ja hüdroksidioonist (OH-). 22. Happed- koosnevad vesinikioonist(H+) ja happejääkioonist 23. Soolad- koosnevad metallioonist ja happejääkioonist 24. Oksiidid- koosnevad kahest elemendist, millest üks on hapnik. 25. Keemiline reaktsioon (liigitus, näited). Looduses, keemiatööstuses ja bioloogilistes protsessides kulgevad keemilised reaktsioonid jaotatakse kaheks: – reaktsioonid, milles reageerivate ainete aatomite oksüdatsiooniaste ei muutu – reaktsioonid, milles aatomite oksüdatsiooniaste muutub (redoksreaktsioon). Ühinemisreaktsioon - tulemusel tekib liht- või liitainetest ühend: H2 + Cl2 = 2HCl Lagunemisreaktsioon - saadusteks on aatomid või uued lihtained Cl2 = 2Cl
Reageerimine hapete lahustega on aktiivsem kui reageerimine veega: Mg + 2HCl => MgCl2 + H2 P-metallid ja siirdemetallid: Ei reageeri aktiivselt veega, osa neist (Al, Zn, Fe) võivad kõrgel temperatuuril reageerida veeauruga, tõrjudes välja vesiniku, tekib vastava metalli oksiid: 3Fe + 4H20 => Fe304 + 4H2 Väheaktiivsed metallid ei tõrju veest vesinikku välja ka kõrgel temperatuuril (nt Ni, Pb, Cu, Ag) 15. Redoksreaktsioonid. Redoksreaktsioon - keemiline reaktsioon, mille juures elektronid lähevad üle redutseerijalt oksüdeerijale ning esimese oksüdatsiooniaste suureneb, teise oma samal ajal väheneb (elektronide üleminek ühelt aatomilt teisele). Oksüdatsiooniaste on elemendi aatomi laeng ühendis, eeldusel, et ühend koosneb ioonidest ühe elemendi kaupa. Ainet või iooni, mille koostises olevad aatomid loovutavad elektrone, nimetatakse redutseerijaks, see aine ise seejuures oksüdeerub (tema oksüdatsiooniaste kasvab).
Üldine keemia. Näidisküsimused. Termodünaamika 1. Miks gaas paisumisel jahtub (kuidas muutub isoleeritud süsteemi paisumisel tema siseenergia)? Gaas teeb paisumisel tööd välisrõhu vastu, mistõttu tema siseenergia väheneb. Siseenergia muut U = 0 ehk isoleeritud süsteemis siseenergia on jääv ei muutu. 2. Miks sulamisprotsessis H U, kuid aurustumisprotsessis on nad erinevad? H U ainult juhul, kui meil on konstantse ruumalaga süsteem. 3. Milline on H märk järgmistes protsessides? Miks? a) Fe(t) + S(t) FeS(t), |eksoterm. reakts. H<0 b) (NH4)2Cr2O7(t) Cr2O3(t) + N2(g) + 4 H2O(g), |endoterm. reakts. H>0 c) 2 Na(t) + 2 H2O(v) 2 NaOH(l) + H2(g) |eksoterm. reakts. H<0 4
16. Mida väljendab lahuse molaarne kontsentratsioon? Kas molaarne kontsentratsioon on mõõdetav või arvutatav suurus? Selgitage. Molaarne kontsentratsioon ehk molaarsus iseloomustab lahuse kontsentratsiooni ning näitab, mitu mooli ainet on lahustatud 1 liitris lahuses. Molaarse kontsentratsiooni mõõtühik on: 1M= 1mol/l --> ühe molaarne lahus ehk üks mool ainet/ühes liitris lahuses. Arvutatav suurus, sest on vaja arvutada moolide arv. C m=n/V 17. Mis on keemiline reaktsioon? Reaktsioonitüübid (näided). Keemilist reaktsiooni kirjeldatakse reaktsiooni võrrandiga, mis näitab protsessis osalevaid lähteaineid ja lõppprodukte. Looduses, keemiatööstuses ja bioloogilistes protsessides kulgevad keemilised reaktsioonid jaotatakse kaheks: reaktsioonid, milles reageerivate ainete aatomite oksüdatsiooniaste ei muutu reaktsioonid, milles aatomite oksüdatsiooniaste muutub (redoksreaktsioon) 1
jaotunud teises aines; lahustunud aine osakesed on aatomitest, molekulidest ja ioonidest tunduvalt suuremad agregaadid, süsteem on heterogeenne ja suhteliselt ebapüsiv – seismisel võib tekkida värvuse muutus, hägu või sade. Näiteks: piim (emulsioon - dispergeeritud aine olek vedel, dispersioonikeskkond vedel), suits (aerosool - dispergeeritud aine olek tahke, dispersioonikeskkond gaas), laava (tahke vaht – dispergeeritud aine olek gaas, dispersioonikeskkond tahke). Lahustuvus – aine max kogus, mis lahustub kindlas koguses lahustis antud temp ja rõhul. Tahkete ainete lahustuvus vees üldjuhul suureneb temp tõusuga. Gaaside lahustuvud vees temp tõusuga üldiselt väheneb ja rõhu suurenemisega kasvab. 5. Mool – aine hulk, mis sisaldab Avagadro arv loendatavat osakest. Kasutatakse reaktsioonides loendamiseks. Aatommassiühik – aatomi masside mõõtmiseks ning näitavad kui vähe aatomid kaaluvad.
jaotunud teises aines; lahustunud aine osakesed on aatomitest, molekulidest ja ioonidest tunduvalt suuremad agregaadid, süsteem on heterogeenne ja suhteliselt ebapüsiv seismisel võib tekkida värvuse muutus, hägu või sade. Näiteks: piim (emulsioon - dispergeeritud aine olek vedel, dispersioonikeskkond vedel), suits (aerosool - dispergeeritud aine olek tahke, dispersioonikeskkond gaas), laava (tahke vaht dispergeeritud aine olek gaas, dispersioonikeskkond tahke). Lahustuvus aine max kogus, mis lahustub kindlas koguses lahustis antud temp ja rõhul. Tahkete ainete lahustuvus vees üldjuhul suureneb temp tõusuga. Gaaside lahustuvud vees temp tõusuga üldiselt väheneb ja rõhu suurenemisega kasvab. 5. Mool aine hulk, mis sisaldab Avagadro arv loendatavat osakest. Kasutatakse reaktsioonides loendamiseks. Aatommassiühik aatomi masside mõõtmiseks ning näitavad kui vähe aatomid kaaluvad.
w rev - w 0 1. Selgitage järgmisi keemilise termodünaamika kuumemalt kehale külmemale. Kui gaas paisub mahust põhimõisted:termodünaamiline süsteem, vaakumisse siis x suureneb , q paisub, saabub tasakaal. tasakaal,temperatuur. 5. Töö, soojuse ja siseenergia arvutamine ideaalgaasile , kokkusurumisel: Kuidas on defineeritud absoluutne temperatuuriskaala? isotermilise, isokoorilise ja isobaarilise protsessi korral. Termodünaamiline süsteem süsteem eeldab et ta oleks V2 V1 piiritletud
halvad soojusjuhid; 4) aktiivsemad mittemetallid VIIA rühmas. 7. Osata määrata etteantud ühendite aineklassi. · Oksiidid koosnevad kahest elemendist, millest üks on hapnik (Al2O3). · Happed koosnevad vesinikioonidest ja happeanioonidest (H2SO4). · Hüdroksiidi koosnevad metalliioonidest ja hüdroksiidioonidest (NaOH). · Soolad koosnevad katioonidest ja anioonidest (KCl). 8. Mis on keemiline reaktsioon? Nimeta seda mõjutavad tegurid. · Keemiline reaktsioon on protsess, mille käigus lähteainetest tekib keemiliste sidemete katkemise/moodustumise tulemusena üks või mitu keemilist ainet saadust. · Kiirust mõjutavad tegurid: 1) reaktsioonist osavõtvate ainete kontsentratsioon; 2) olek; 3) peenestusaste; 4) temperatuur; 5) katolüsaatori olemasolu; 6) rõhk (gaaside puhul). 9. Keemilised reaktsioonid metallidega
Nad erinevad üksteisest tiheduse, kokkusurutavuse ja ühtlase täite poolest. Segu- kombinatsioon kahest või enamast ainest. Homogeenne segu- koostis on koguaeg sama, on ainult ühes faasis Heterogeenne segu- koostis varieerub, on mitmes faasis. Lahus- mitmes erinevast komponendust koosnev homogeenne süsteem. Tõeline lahus- termodünaamiliselt püsiv süsteem Kolloidlahus- süsteem on heterogeenne ja suhteliselt ebapüsiv. Lahused võivad olla mitmes olekus: tahke(pronks, teras), gaas (õhk, CO2), vedel (bensiin). Samuti on olemas ka superkriitiline olek ja plasmaolek (virmalised). Näiteks: Millest sõltub, kas lahustumine on endotermiline või eksotermiline? Kui kristallvõte lõhkumiseks kulub vähem energiat kui solvatsioonil vabanev energia, siis on tegu eksotermilise protsessiga, vastasel juhul on tegemist endotermilise protsessiga. Mille mõõtmiseks kasuatakse järgnevaid ühikuid ja mida nad näitavad. Mool- aine hulga ühik (mol)
Bioenergeetika Anname gaasile võimaluse paisuda, vähendades Termodünaamika üldmõisted koormust. Gaasi ruumala suureneb V võrra ning Termodünaamika teadus, mis uurib eri energiavormide ta teeb seetõttu tööd koormuse tõstmiseks h vastastikuseid üleminekuid erinevates füüsikalistes ja keemilistes protsessides. Termodünaamika uurimisobjekt võrra. Seda tööd nimetatakse gaasi paisumistööks ja on süsteem.
TERMODÜNAAMIKA PÕHIMÕISTED keemiline termodünaamika – käsitleb erinevate energiavormide vastastikust üleminekut keemilistes protsessides. üldisemas mõttes uurib soojuse ja töö suhet ja vastastikust üleminekut. süsteem – vaadeldav ruumi/universumi osa 1) avatud süsteem – keskkonnaga toimub nii aine- kui energiavahetus 2) suletud süsteem – keskkonnaga toimub energiavahetus 3) isoleeritud süsteem – keskkonnaga ei toimu ei aine- ega energiavahetust või
Amfoteersed oksiidid veega ei reageeri Neutraalsed oksiidid Neutraalsetele oksiididele ei vasta ühtegi hapet ega alust Hapete, leeliste ega veega nad ei reageeri Sellesse alaliiki kuuluba ainult 3 mittemetallioksiidi: süsinikoksiid CO (tuntud ka vingugaasina), lämmastikoksiid NO ja dilämmastikoksiid N 2O (tuntud ka naerugaasi nime all) 25. Keemiline reaktsioon (liigitus, näited). Looduses, keemiatööstuses ja bioloogilistes protsessides kulgevad keemilised reaktsioonid jaotatakse kaheks: o Reaktsioonid, milles reageerivate ainete aatomite oksüdatsiooniaste ei muutu o Reaktsioonid, milles aatomite oksüdatsiooniaste muutub (redoksreaktsioon) Paralleelsed reaktsioonid Mõnikord kulgeb ühtede ja samade lähteainete vahel mitu erinevat keemilist reaktsiooni
aatomi raadius väheneb. Aatomi elektronkihtide mahtuvust iseloomustab vastavalt. Elektronid püüavad reaktsioonides omandada 8 elektronilist väliskihti oktetti. Metalli aatomitel on kergem loovutada 1-3 elektroni, kui liita neid oktetti tekkimisel. Metallid loovutavad elektrone.NT: Na-e- =Na+; Mg 2e- =Mg 2+; Al 3e2 =Al3+ jne. Mittemetallid liidavad elektroone: Cl+e-= Cl-; S +2e- = S2- 3. Keemiline side ja molekuli ehitus keemiline reaktsioon on lähteainete molekulides sidemete katkemine ja saaduste molekulides uute molekulide tekkimine. Reaktsioonides ei muutu aatomite arv ja liik, kuid muutuvad sidemed, mille juures eraldub või neeldub energia. Uue sideme tekke põhjuseks on ühinevate aatomite elektronide kollektiveerumine molekulis, millega võib kaasneda ka laengu ülekandumine. Eristatakse mitmesuguseid sidemetüüpe: kovalentne-, iooniline, metalliline, koordinatiivne-, vesinikside.
ühik on vatt meetri ja kelvini kraadi kohta(W/m.K).Soojusmahtuvus- on kehale antava soojushulga ja keha temperatuuri vastava muutuse suhe. Soojusmahtuvuse ühikuks on džaul kelvini kohta (J/K). Metallide soojusmahtuvust võrreldakse erisoojuse abil. Erisoojus on soojushulk, mis kulub ühikulise massiga keha soojendamiseks temperatuuriühiku võrra. Erisoojuse ühik on džaul kilogrammi ja kelvini kohta (J/kg K). Metallidel ja nende sulamitel on teiste ainetega võrreldes väike soojusmahtuvus, mistõttu nende kuumutamiseks kulub vähe soojust. Soojuspaisumine- on keha mõõtmete muutumine soojenemisel (metallide soojenemisel mõõtmed suurenevad, jahtumisel vähenevad). Soojuspaisumist iseloomustab joonpaisumistegur. Metalli soojuspaisumist tuleb arvestada keevitamisel, sepistamisel, sildade ehitamisel, raudteerööbaste paigaldamisel jm. Elektrijuhtivus- Sellega hinnatakse metalli võimet juhtida elektrivoolu. Elektrijuhtivust mõõdetakse siimensites (S), erijuhtivust aga
võrdne esimest järku tuletisega kontsentratsioonist aja järgi: dc v =± . (2) dt Keemilise reaktsiooni kiirus sõltub paljudest teguritest. Põhilisemad nendest on reageerivate ainete iseloom ja kontsentratsioon, rõhk (kui reaktsioonist võtavad osa gaasilised ained), temperatuur, katalüsaatori juuresolek. Heterogeensete protsesside korral, kui reaktsioon toimub faasidevahelisel piirpinnal, sõltub reaktsiooni kiirus selle piirpinna suurusest (seega ainete peenestatuse astmest) ja omadustest. Reaktsiooni kiiruse sõltuvus kontsentratsioonist lihtsate (s.o. ühestaadiumiliste) homogeensete reaktsioonide korral on määratud massitoimeseadusega: reaktsiooni kiirus on võrdeline reageerivate ainete kontsentratsioonide korrutisega (astmetes, mis vastavad reaktsiooni võrrandi kordajatele).
faaside arv muutuks. Faaside tasakaalu korral on sama keemiline potentsiaal kooseksisteerivatel faasidel ning segu puhul ka segu eri komponentidel. Näiteks tasakaalu korral vedeliku ja tema kohal oleva küllastatud auru vahel on keemilised potentsiaalid kumbaski faasis võrdsed. Keemiline aine võib esineda erinevates vormides: – gaasiline faas; – vedel faas; – tahke faas. Nende faaside vahel on võimalik kolm tasakaali: Tahke - vedel Tahke - gaas Vedel - gaas Paljude ainete korral eksisteerib rida erinevaid tahkeid faase (teemant ja grafiit, erinevad jää vormid). Tasakaalus olevate faaside vahel toimub pöörduv ainevahetus, kus ajavahemikus ühest faasist teise (vastassuunas) üleminevad ainehulgad on võrdsed. 2. Ideaalsete lahuste üdiseloomustus Lahust, mis vastab täpselt Raoult'i seadusele, nimetatakse ideaalseks lahuseks. Ideaalses lahuses on vastasmõju lahusti ja lahustunud aine vahel sama nagu lahusti molekulide vahel, s.t
moodustub iooniline side. mõlemad sunnitud väliskihil elektrone jagama nii omavahel kui ka teiste kovalentsete sidemetega ainete vahel. Olek toatemperatuuril Tahke Vedelik või gaas Polaarsus Kõrge Madal Kuju Kindel kuju puudub Konkreetse kujuga Sulamistemperatuur Kõrge Madal Keemistemperatuur Kõrge Madal
iseloomustada Komponendid Koostisosad, mida saab süsteemist eraldata, ilma et ta sõltuks teistest koostisadest Komponentide arv = koostisosade arv seosevõrrandite arv Avatud süsteem keskkonnaga energiavahetus ja ainevahetus Suletud süsteem kesskkonnaga ainult energiavahetus Isoleeritud süsteem keskkonnaga puudub igasugune vahetus, aine või energia Adiabaatne süsteem keskkonnaga ei vaheta soojust (q) Eksotermiline protsess soojus eraldub Endotermiline protsess soojus neeldub Adiabaatne protsess protsess, kus soojus (q) ei kandu üle Isotermiline protsess T=const (T-temp.) Isobaariline protsess P=const (P-rõhk) Isokooriline protsess V=const (V-ruumala) Paisumistöö töö, mis on seotud ruumalamuutusega Kasulik töö töö, mis ei ole paisumistöö (s.t. näiteks mootori töötamise töö) 1 Füüsikaline keemia Kristian Leite
5) kirjutada ühendite punktstruktuure. Loeng 5-6 Aine makroolekud 1) Tahkised, vedelikud ja gaasid. Aine füüsikaline e. agregaatolek (faas) on nn. makroomadus, mis on omane suurele hulgale osakestele (näit. üks mool ca 6 korda 1023 osakest). Füüsikalisi olekuid iseloomustavad erinevad füüsikalised omadused ja erinev potensiaalse ja kineetilise energia suhe. Esimene on tingitud molekulide vastastikmõjudest, viimane liikumisest. Agregaatolekuid on kolm: tahke,vedelik ja gaas. Kineetiline molekulaarne teooria seletab nende olekute tüüpilisi omadusi. Olek sõltub tõmbejõududest aine osakeste (ioonide, molekulide, aatomite) vahel ja osakeste kineetilisest enrgiast. Ioonilistes ainetes ja metallides on osakeste vahel tavaliselt tugevad ioonjõud ja seetõttu on nad toatemperatuuril tahked, moodustades ioonilisi kristalle. Kristallide struktuur on korrapärane: iga ioon omab teatud kindla naabri.
Kordamine füüsikalise ja kolloidkeemia protokollide vastamiseks Vaja on vastata 1) 1. Soola integraalse lahustumissoojuse määramine 1. Esimene termodünaamika põhiseadus. Termodünaamika esimene seadus sätestab, et keha siseenergia (U) saab muutuda tänu soojushulgale (Q), mis saadakse väliskeskkonnast ning tööle (A), mida süsteem teeb välisjõudude vastu:U = Q - A, kus Q on soojushulk, mille keha saab väliskeskkonnalt ning A on töö, mida keha teeb välisjõudude vastu (juhul kui keha annab soojust ära, siis on Q negatiivne; kui välisjõud teevad tööd, siis on Apositiivne). Termodünaamika I seadus on üldise energia jäävuse seaduse konkreetne väljendus termiliste
annaabi.ee 
