Vajad kellegagi rääkida?
Küsi julgelt abi LasteAbi
Logi sisse

KEEMILINE KINEETIKA JA TASAKAAL (0)

1 Hindamata
Punktid
Keemia alused
I. KEEMILINE KINEETIKA JA TASAKAAL
I. KEEMILINE KINEETIKA JA TASAKAAL
A. Keemilise reaktsiooni kiirus
Keemiline   kineetika   on   keemiaharu,   mis   uurib   reaktsioonide   kiirust   ja   mehhanismi.
Reaktsiooni   kiirust   mõõdetakse   reageeriva   aine   või   reaktsiooni   saaduse   kontsentratsiooni
muutusega   ajaühikus.     Kontsentratsiooni   väljendatakse   tavaliselt   aine   moolide   arvuga
kuupdetsimeetris ja aega sekundites; sel juhul on reaktsiooni kiiruse dimensioon  mol·dm-1·s-1.
Kui reageeriva aine kontsentratsioon ajamomentidel t1 ja t2 on vastavalt c1 ja c2, avaldub
reaktsiooni keskmine kiirus  v  ajavahemikus t2 - t1 = t  järgmiselt:
c  c

2
1
c
v  
 
(1)
t  t
t
2
1
Reaktsiooni   lähteainete   kontsentratsioon   ajas   väheneb   (c    0), seetõttu tuleb reaktsiooni kiiruse määramisel lähteainete
järgi kasutada võrrandis miinusmärki, saaduse järgi määramisel aga plussmärki.  Reaktsiooni
tõeline kiirus antud ajahetkel on 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).   Näiteks reaktsiooni aA + bB    dD + gG kiirus avaldub
järgmiselt:
v  k  ca cb ,
(3)
A
B
kus   k   on   reaktsiooni    kiiruskonstant    ja   cA  ja   cB  reageerivate   ainete   kontsentratsioonid.
Reaktsiooni   kiiruskonstant   k   on   arvuliselt   võrdne   reaktsiooni   kiirusega,   kui   reageerivate
ainete kontsentratsioonide korrutis on võrdne ühega.   Kiiruskonstant, erinevalt reaktsiooni
kiirusest,   ei   sõltu   reageerivate   ainete   kontsentratsioonist   ja   ajast.     Heterogeensetes
reaktsioonides, milles üheks reageerivaks aineks on tahke aine, sõltub reaktsiooni kiirus ainult
gaasilises   või   vedelas   faasis   olevate   ainete   kontsentratsioonist,   sest   tahke   aine
kontsentratsioon on konstantne ega mõjuta reaktsiooni kiirust.
Reaktsiooni   molekulaarsuseks   nimetatakse   reaktsiooni   elementaaraktis   osalevate
osakeste arvu. Tuntakse mono -, bi- ja trimolekulaarseid reaktsioone.
Reageeriva   aine   kontsentratsiooni   astmenäitajat   reaktsiooni   kineetilises   võrrandis
nimetatakse   reaktsiooni   järguks   antud   aine   järgi.     Liites   kokku   reaktsiooni   järgud   kõigi
reageerivate ainete järgi, saadakse reaktsiooni üldine järk.  Seega on reaktsiooni järk suurus,
mis   võrdub   reageerivate   ainete   kontsentratsioonide   astmenäitajate   summaga   reaktsiooni
kineetilises   võrrandis.     Kui   üks   reageeriv   aine   on   tugevas    liias    (näiteks   H2O
TÜ Füüsikalise keemia instituut
1
Keemia alused
I. KEEMILINE KINEETIKA JA TASAKAAL
hüdrolüüsireaktsioonide korral lahjades vesilahustes), siis tema kontsentratsioon reaktsiooni
vältel praktiliselt ei muutu ja reaktsiooni järk selle aine järgi on null.   Reaktsioonid võivad
olla   esimest,   teist   ja   kolmandat   ning   ka   nullindat   järku.     Reaktsiooni   järk   võib   olla   ka
murdarvuline.
Esimest   järku   reaktsioonide   korral   (näiteks   A    B   +   D)   avaldub   kiirus
massitoimeseaduse järgi   v = kc   ja kiiruskonstant k on arvutatav võrrandist
1
co
3
2
c
k  ln

log o ,
(4) 
t
c
t
c
t
t
milles   c0  on   reageeriva   aine   kontsentratsioon   ajamomendil   t   =   0   ja   ct  -   selle   aine
kontsentratsioon ajamomendil t.  Kiiruskonstandi dimensioon esimest järku reaktsiooni korral
on 1/t ja ta väärtus ei sõltu kontsentratsiooni mõõtühikute valikust.
Reaktsiooni   järku   saab   kindlaks   määrata,   uurides   kontsentratsiooni   sõltuvust   ajast.
Esimest järku reaktsioonide korral on lineaarne  sõltuvus  kontsentratsiooni logaritmi (log c) ja
aja (t) vahel.
Temperatuuri   tõustes   keemiliste   reaktsioonide   kiirus   kasvab.     Kiiruse   sõltuvust
temperatuurist   iseloomustab   van't    Hoffi    reegel:   temperatuuri   tõstmisel   10  võrra   kasvab
reaktsiooni kiirus 2–4 korda.  Matemaatiliselt väljendub see võrrandiga:
t  t
2
1
v  v
10
 
(5)
t
t
2
1
kus   vt   ja   vt   on   reaktsiooni   kiirused    temperatuuridel    t1  ja   t2;      reaktsiooni
1
2
temperatuuritegur , mis näitab, mitu korda kasvab reaktsiooni kiirus temperatuuri tõstmisel 10
o võrra.  Täpsemalt kirjeldab reaktsiooni kiiruse sõltuvust temperatuurist Arrheniuse võrrand:
E
lnk = A -
(6)
RT
milles A on temperatuurist sõltumatu konstant ja E  reaktsiooni  aktiveerimisenergia .
Reaktsiooni kiirusele võib avaldada olulist mõju katalüsaatori juuresolek.  Katalüsaatori
toimel   kulgeb   reaktsioon   teist   teed,   kus   aktiveerimisenergia   on   madalam   ning   seetõttu
reaktsiooni kiirus kasvab.  Reaktsiooni lõpuks taastub  katalüsaator  esialgses hulgas ja  esialgse
koostisega.  Reaktsiooni kiirust vähendavaid aineid (negatiivseid katalüsaatoreid) nimetatakse
inhibiitoriteks.
B. Keemiline tasakaal
Keemilisi   reaktsioone   võib   jaotada   pöörduvateks   ja   pöördumatuteks.     Pöörduvad
reaktsioonid kulgevad samaaegselt kahes vastupidises suunas,  pöördumatud  kulgevad ühes
suunas praktiliselt lõpuni.  Keemiline tasakaal on süsteemi niisugune olek, kus pärisuunalise
reaktsiooni   kiirus   on   võrdne   vastassuunalise   reaktsiooni   kiirusega.     Pöörduva   reaktsiooni
A + B 
D + E korral avalduvad päri- ja vastassuunaliste reaktsioonide kiirused vastavalt
massitoimeseadusele järgmiselt:
v1 = k1  cA  cB,
v2 = k2  cD  cE.
TÜ Füüsikalise keemia instituut
2
Keemia alused
I. KEEMILINE KINEETIKA JA TASAKAAL
Tasakaalu püstitumisel süsteemis v1 = v2 , järelikult
k1  cA  cB = k2  cD  cE,  ja seega:
k
c  c
1
D
E

k
c 
c
2
A
B
Tähistame reaktsioonist osavõtvate ainete tasakaalukontsentratsioonid vastavalt [A], [B], [D]
ja [E] ning seega:
[D] [E]
k
K 
1 .  
[A] 
, milles  K =
[B]
k2
Suurust K nimetatakse reaktsiooni tasakaalukonstandiks. Viimane sõltub temperatuurist
ja   reageerivate   ainete   iseloomust,   kuid   ei   sõltu   reaktsioonist   osavõtvate   ainete
kontsentratsioonist.      Tasakaalukonstant    näitab   päri-   ja   vastassuunaliste   reaktsioonide
kiiruskonstantide suhet.
Keemilist   tasakaalu   on   võimalik   välistingimuste   (rõhu,   temperatuuri,   ainete
kontsentratsiooni)   muutmisega   nihutada   päri-   või   vastassuunas.     Keemilise   tasakaalu
nihkumist  kirjeldab Le  Chatelier ' printsiip:  kui muuta ühte neist tingimustest, mille korral
süsteem on keemilises  tasakaalus, nihkub tasakaal selle reaktsiooni suunas, mis vähendab
tekitatud muutust.
Vastavalt Le Chatelier' printsiibile:
a)
temperatuuri tõstmisel nihkub tasakaal  endotermilise  reaktsiooni suunas, temperatuuri
alandamisel  eksotermilise reaktsiooni suunas;
b)
rõhu tõstmisel nihkub tasakaal gaasiliste ainete moolide arvu (st. ruumala) vähenemise
suunas, rõhu alandamisel vastupidi;
c)
reaktsioonis   osaleva   aine   lisamisel   nihkub   tasakaal   selle   aine   kontsentratsiooni
vähenemise suunas, aine eemaldamisel  tema tekke suunas.
II.  LAHUSED
A. Põhimõisted ja kontsentratsiooni väljendusviisid
Lahusteks nimetatakse homogeenseid ühefaasilisi süsteeme, mis tekivad kahe või enama
aine   segunemisel.     Komponenti,   mille    agregaatolek    lahustumisprotsessis   ei   muutu,
nimetatakse lahustiks.  Kui mõlemad komponendid on ühes ja samas agregaatolekus, loetakse
tavaliselt lahustiks liias olev suurema  kontsentratsiooniga   komponent .
Lahustumisprotsess on  mehhaanilise  segunemise ja keemilise reaktsiooni vahepealne,
tal   on   mõlemaga   ühiseid   jooni.      Ühelt    poolt   pole   lahuse   komponentidel    kindlaid
stöhhiomeetrilisi   vahekordi,   lahuse   kontsentratsiooni   võib   muuta   pidevalt   (kuni
küllastuskontsentratsioonini)    see   lähendab   neid   mehhaanilistele   segudele.     Teiselt    poolt
(analoogiliselt   keemilise   reaktsiooniga)   esineb   lahustumisel   tavaliselt    soojusefekt    ja
ruumalaefekt ning võib esineda ka värvuse muutus.  Lahustunud aine osakesed on seotud neid
ümbritsevate lahusti molekulidega, moodustades suhteliselt ebapüsivaid muutuva koostisega
ühendeid    solvaate   ( vesilahuste    korral   hüdraate).     Vee   molekulid   on   lahustunud   aine
osakestega mõnel juhul seotud nii tugevasti, et aine kristallumisel lahusest jääb vesi  kristallide
koostisse, moodustades kristallhüdraate (nt. CuSO4 5H2O).
TÜ Füüsikalise keemia instituut
3
Keemia alused
II. LAHUSED
Kui lahusesse  viidud  väike kogus lahustatavat ainet selles veel lahustub, on tegemist
küllastumata lahusega.  Küllastunud lahus sisaldab ainet antud tingimuste jaoks maksimaalses
hulgas.     Küllastunud   lahuse   kontsentratsioon   määrab   seega   aine   lahustuvuse   antud
tingimustes.     Lahustuvust   väljendatakse   tavaliselt   lahustunud   aine   massiga   100    massiosa
lahusti   (või   ka   lahuse)   kohta.     Eritingimustes   võib   saada   küllastus-kontsentratsioonist
kõrgema kontsentratsiooniga lahuseid  nn. üleküllastunud lahuseid, mis on aga ebapüsivad 
liigne hulk lahustunud ainet eraldub kergesti kas lahuse raputamisel või mõne lahustatava aine
kristallikese lisamisel.
Lahuste   kvantitatiivset   koostist   iseloomustab   kontsentratsioon.     Kontsentratsiooniks
nimetatakse lahustunud aine hulka lahuse (või lahusti) kindlas kaalulises või ruumalalises
hulgas.
Tähtsamad kontsentratsiooni väljendusviisid:
1. 
Massimurd    lahustunud   aine   massi   ja   kogu   lahuse   massi   suhe.     Kui   seda   suhet
väljendada   protsentides,   saame   massiprotsendi   (   tähistatakse   P(%)   ).     Massiprotsent
näitab seega lahustunud aine kogust massiühikutes 100-s lahuse massiühikus.
m
P%= l.aine∗100 %
mlahus
2. 
Molaarne   kontsentratsioon   (c,   c(M)   või   cM)    lahustunud   aine   hulk    moolides    ühes
kuupdetsimeetris (liitris) lahuses.
n
c= V
3. 
Molaalne  kontsentratsioon  (m, c(m)  või cm) a  lahustunud  aine hulk  moolides  ühes
kilogrammis lahustis.
n
cm= mlahusti
4. 
Moolimurd (X)  lahustunud aine moolide arvu ja kogu lahuse (st. lahusti ja lahustunud
aine) moolide arvu suhe. Kui seda suhet väljendada protsentides, saame mooliprotsendi.
n
X= nnlahusti
B. Lahustumisprotsess ja lahuste omadused
Lahustumisprotsessi   võib   vaadelda   koosnevana   kahest   osast.     Ühelt   poolt   toimub
lahustumise   käigus   olemasolevate   keemiliste   sidemete   lõhkumine.     See   protsess   on
endotermiline,  vastav entalpiamuut  H1  > 0.   Teiselt poolt  esineb vastastikune keemiline
toime   lahustunud   aine   ja   lahusti   osakeste   vahel   (solvatatsioon).     See   protsess   on
eksotermiline,  H2   0).  Gaaside lahustumisel on
aga   ülekaalus   solvatatsioonil   vabanev   energia  H2,   seega   on    lahustumine    eksotermiline
(H 
Vasakule Paremale
KEEMILINE KINEETIKA JA TASAKAAL #1 KEEMILINE KINEETIKA JA TASAKAAL #2 KEEMILINE KINEETIKA JA TASAKAAL #3 KEEMILINE KINEETIKA JA TASAKAAL #4 KEEMILINE KINEETIKA JA TASAKAAL #5 KEEMILINE KINEETIKA JA TASAKAAL #6 KEEMILINE KINEETIKA JA TASAKAAL #7 KEEMILINE KINEETIKA JA TASAKAAL #8 KEEMILINE KINEETIKA JA TASAKAAL #9 KEEMILINE KINEETIKA JA TASAKAAL #10 KEEMILINE KINEETIKA JA TASAKAAL #11
Punktid 50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.
Leheküljed ~ 11 lehte Lehekülgede arv dokumendis
Aeg2015-01-27 Kuupäev, millal dokument üles laeti
Allalaadimisi 21 laadimist Kokku alla laetud
Kommentaarid 0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid
Autor mari005 Õppematerjali autor

Sarnased õppematerjalid

Üldine keemia põhimoisted I
18
pdf

Üldine keemia põhimoisted I

maksimaalne kasulik töö: wmax = -∆G; Vabaenergia (Gibbsi energia) muutus keemilistes reaktsioonides: entalpiafaktor ∆H: – suundumus energia vähenemisele (nt. keemiliste sidemete teke); entroopiafaktor T∆S: – suundumus korrapäratuse kasvule (nt. keemiliste sidemete katkemine). TÜ, Füüsikalise Keemia Instituut Keemia alused. Põhimõisted ja -seaduspärasused II. Keemiline kineetika ja tasakaal 1. Reaktsiooni kiirus, selle sõltuvus kontsentratsioonist (massitoimeseadus) (Homogeense) reaktsiooni kiirus (v), põhiühik mol/dm3⋅s – ruumalaühikus ajaühiku jooksul toimuvate reaktsiooni elementaaraktide arv; mõõdetakse lähteaine või saaduse kontsentratsiooni muutusega ajaühikus: c 2 − c1 ∆c keskmine kiirus: v= ± = ± ,

Üldine keemia
Termodünaamika alused
9
pdf

Termodünaamika alused

maksimaalne kasulik töö: wmax = -G; Vabaenergia (Gibbsi energia) muutus keemilistes reaktsioonides: entalpiafaktor H: ­ suundumus energia vähenemisele (nt. keemiliste sidemete teke); entroopiafaktor TS: ­ suundumus korrapäratuse kasvule (nt. keemiliste sidemete katkemine). TÜ, Füüsikalise Keemia Instituut Keemia alused. Põhimõisted ja -seaduspärasused II. Keemiline kineetika ja tasakaal 1. Reaktsiooni kiirus, selle sõltuvus kontsentratsioonist (massitoimeseadus) (Homogeense) reaktsiooni kiirus (v), põhiühik mol/dm3s ­ ruumalaühikus ajaühiku jooksul toimuvate reaktsiooni elementaaraktide arv; mõõdetakse lähteaine või saaduse kontsentratsiooni muutusega ajaühikus: c 2 - c1 c keskmine kiirus: v= ± = ± , t 2 - t1 t

Keemia alused
Orgaaniline keemia
32
doc

Orgaaniline keemia

TARTU ÜLIKOOL Füüsikalise Keemia Instituut Erika Jüriado, Lembi Tamm ÜLDKEEMIA PÕHIMÕISTEID JA NÄITÜLESANDEID Tartu 2003 SISUKORD I. Keemiline kineetika ja keemiline tasakaal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II. Lahused. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . III. Tasakaalud elektrolüütide lahustes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IV Soolade hüdrolüüs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V. Redoksreaktsioonid. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VI. Metallide aktiivsus ja korrosioon. . .

Keemia
LAHUSED
10
pdf

LAHUSED

ionisatsioonikonstantide tabelit. Selliste soolade - (NH4)2S, CH3COONH4 korral hüdrolüüsuvad nii katioon kui anioon: Bi(OH)2+ + Cl ­ Bi(OH) 2Cl Kuna sade tahke ainena väljub uuritavast süsteemist, on viimase reaktsiooni tasakaal (NH4) 2S 2NH4+ + S2­ täielikult nihutatud sademe tekke suunas. Võrrandid ioonkujul: Tasakaalu nihkumine nihkumine soolade hüdrolüüsil

Kategoriseerimata
Füüsikaline keemia
44
doc

Füüsikaline keemia

–(∆G)p;T>W (mittepöörduvas protsessis) ∆G väärtus ei sõltu sellest, kas protsess on pöörduv või mitte. Isevooluline protsess kulgeb suunas ∆Gp;T<0. Kui ∆G>0 → protsess ei kulge Kui ∆G=0 → tasakaaluolek. G on saavutanud oma minimaalse väärtuse, mis antud tingimustel on võimalik. ∆G=Gtasakaaluolekus–Galgolekus ∆G1<0 A <=======>B | ∆G1| = | ∆G2| ∆G2>0 nt. pöörduv keemiline reaktsioon: dG =0 _G =0 G G _G =0 _G <0 A A+B B Standardtingimused: T=298 K p=1 atm c [mol/l] ∆G˚=–R·T·lnK ∆G˚ — Gibbsi energia muut standardtingimustel K — reaktsiooni tasakaalukonstant ∆G on süsteemi energiavaru

Füüsikaline keemia
Üldise keemia kordaisküsimuste vastused
6
doc

Üldise keemia kordaisküsimuste vastused

vool) 12. Kas järgmised reaktsioonid toimuvad isevooluliselt entalpia- või entroopiafaktori (või mõlema) arvel? Kas nendel reaktsioonidel on G < 0 kõrgetel või madalatel temperatuuridel? a) CaO(t) + H2O(v) Ca(OH)2(l), H<0 madal temp. b) HCl(g) + NH3(g) NH4Cl(t), S<0 H<0 madal temp. c) 2 KNO3(t) 2 KNO2(t) + O2(g). S>0 H>0 kõrge temp. Keemiline kineetika ja tasakaal 1. Miks reaktsiooni kiirus enamasti kahaneb reaktsiooni toimumise vältel? Kuna lähteainete kontsentratsioon väheneb reaktsiooni käigus ­ ained reageerivad ära. 2. Millistel juhtudel võib reaktsiooni järk erineda reaktsiooni molekulaarsusest? Ainult lihtreaktsioonide puhul võib reaktsiooni järk ühtida reaktsiooni molekulaarsusega. 3. Milline on järgmiste reaktsioonide molekulaarsus? Millised on nende reaktsioonide kiiruse

Üldbioloogia
Laboratoorne töö 7
10
docx

Laboratoorne töö 7

Elektrolüüdi kontsentratsiooni vähenedes suureneb elektrolüüdi dissotsiatsioonimäär. Elektrolüüdi lahustumisel lahustis elektrolüüt dissotsieerub ioonideks ja osakeste arv on suurem kui siis, kui lahustada mitteelektrolüüti. Samanimeliste ioonide olemasolu korral lahuses väheneb dissotsiatsioonimäär vastavalt Le Chatelier' printsiibile. Viies näiteks etaanhappe lahusesse naatriumetanaati, suureneb sellega CH3COO- -ioonide kontsentratsioon ja tasakaal etaanhappe molekulide ja ioonide vahel nihkub molekulide tekke suunas.Seoses sellega väheneb etaanhappe dissotsiatsioonimäär. Mitmealuselised happed ja mitmehappelised alused ei eralda dissotsiatsioonil korraga kõiki molekulis sisalduvad H+ või OH- ioone, vaid see toimub astmeliselt. Eristatakse primaarset, sekundaarset jne. staadiumi. Süsihappe dissotsiatsioonil vesilahuses eksisteerivad järgmised tasakaalud:

Rakenduskeemia
Keemia aluste kokkuvõtlik konspekt
6
doc

Keemia aluste kokkuvõtlik konspekt

W ­ termodünaamiline tôenäosus; näitab mitu erinevate mikrolekut saab saavutada samas makroolekus. Boltzmanni vôrrand ­ [S=klnW]. IV Gibbsi energia (vabaenergia). Gibbsi energia muut ­ näitab max. tööd, mida saab selle protsessi abil teha. Kôik iseeneslikud protsessid G vähenemise suunas, e. entroopia suureneb ja energia eraldub. [G = H - TS]. Pöörduvate reaktsioonide korral on süsteemi tasakaalu olek määratud Gibbsi energia miinimumiga. II KEEMILINE KINEETIKA JA TASAKAAL I Reaktsiooni kiiruse sôltuvus konstentratsioonist. Keemiline kineetika ­ keem. reakts. kulgemise mehhanismide + protsesside kiiruste uurimine. Reaktsiooni kiirus homog. süs.-s ­ ruumalaühikus ajaühiku jooksus toimuvate elementaaraktide (min. kogus aineid, millega saab reakts. läbi viia) arv. Reaalne kiiruse môôtmine ­ lähteainete ja saaduste kontsentratsioonide muutus ajaühikus. Massitoimeseadus ­ reakts. kiirus on vôrdeline reag. ainete konst.-ide korrutisega.

Keemia alused




Kommentaarid (0)

Kommentaarid sellele materjalile puuduvad. Ole esimene ja kommenteeri



Sellel veebilehel kasutatakse küpsiseid. Kasutamist jätkates nõustute küpsiste ja veebilehe üldtingimustega Nõustun