dt . Reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid: ainete iseloom, kontsentratsioon, rõhk (gaasiliste lähteainete korral), temperatuur, katalüsaator, segamine, pinna suurus (tahke lähteaine korral), lahusti iseloom (lahuste korral). Massitoimeseadus – reaktsiooni kiirus on võrdeline reageerivate ainete kontsentratsioonide korrutisega: reaktsioon: aA + bB → yY + zZ, v = k⋅c(A)a⋅c(B)b , kiiruskonstant (k) – kontsentratsioonist sõltumatu tegur; reaktsiooni kiirus v = k, kui ainete kontsentratsioonid võrduvad 1-ga. Massitoimeseadus heterogeensetes reaktsioonides – tahkete ainete kontsentratsioon c = 1. 2. Reaktsiooni molekulaarsus ja järk, reaktsiooni mehhanism Molekulaarsus – reaktsiooni elementaaraktist osavõtvate osakeste (molekulide vms.) arv; monomolekulaarsed (nt. A2 → 2A), bimolekulaarsed (nt
dt . Reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid: ainete iseloom, kontsentratsioon, rõhk (gaasiliste lähteainete korral), temperatuur, katalüsaator, segamine, pinna suurus (tahke lähteaine korral), lahusti iseloom (lahuste korral). Massitoimeseadus reaktsiooni kiirus on võrdeline reageerivate ainete kontsentratsioonide korrutisega: reaktsioon: aA + bB yY + zZ, v = kc(A)ac(B)b , kiiruskonstant (k) kontsentratsioonist sõltumatu tegur; reaktsiooni kiirus v = k, kui ainete kontsentratsioonid võrduvad 1-ga. Massitoimeseadus heterogeensetes reaktsioonides tahkete ainete kontsentratsioon c = 1. 2. Reaktsiooni molekulaarsus ja järk, reaktsiooni mehhanism Molekulaarsus reaktsiooni elementaaraktist osavõtvate osakeste (molekulide vms.) arv; monomolekulaarsed (nt. A2 2A), bimolekulaarsed (nt. A + B AB; 2A A2),
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. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 I. KEEMILINE KINEETIKA JA KEEMILINE TASAKAAL A. Keemilise reaktsiooni kiirus
5.5 5.6 KKY3031 Üldine keemia A.Trikkel, 2001 ioniseerunud molekulide arv Kui väävelhape on tugev elektrolüüt, siis vesiniksulfaatioon dissotsieerub edasi juba = väga vähesel määral. Viimane seaduspära on iseloomulik kõikidele mitmealuselistele kogu molekulide arv lahuses hapetele. Näiteks 0.05 M fosforhape (H3PO4) kui kolmealuseline hape on esimeses järgus
–(∆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
c) NH4HCO3(t) NH3(g) + CO2(g) + H2O(g), |S>0 keemilised sidemed katkevad d) Fe(t) + H2SO4(l) FeSO4(l) + H2(g). |S>0 saadustes eraldub gaas 10. Milline on jää sulamise G märk järgmistel temperatuuridel: a) 10 oC, b) -5 oC, c) 0 oC? G<0 G>0 G=0 Üldine keemia. Näidisküsimused. 11. Kas on võimalik teostada protsessi, mille G > 0? Millistel tingimustel? Reaktsioon ei toimu isevooluliselt. Saab toimuda väljaspoolt tuleva energia arvelt. Fotosüntees(päike), elektrolüüs(el.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.
Ahelreaktsioonid: koosnevad väga paljudest korduvatest järjestikkustest etappidest: 1) Mittehargnevad e. lineaarsed. 2) Hargnevad (U235 reakts.). N(1): Cl2 + H2 2HCl = a) Cl2 + h Cl + Cl b) H2 + Cl HCl + H c) Cl2 + H HCl + Cl (kaks viimast korduvad) IV Temperatuuri môju reaktsiooni kiirusele. (eksponentsaalselt suureneb). van't Hoff'i reegel T tôstmisel 10o kasvab kiirus 2-4 korda. Valem: [vT2 = vT1 (T2-T1)/10]; = 3 *Et toimuks reaktsioon, peak kokkupôrke energia olema piisav sidemete nôrgendamiseks vôi purustamiseks. Arrheniuse vôrrand: [lnk=A-(Ea/RT)] Maxwell-Boltzmanni jaotusseadus: [N* = Ne-(Ea/RT)]; [lnN* = lnN-(Ea/RT)]; N üldarv; N* - aktiivsed osakesed. N* ~ k. [k = Be-(Ea/RT)] Reaktsioonienergiaskeem x-teljel reaktsiooni tee, y-teljel energia, tee keskel aktiivnevahekompleks (Ea, H, Ea'). Aktiivne vahekompleks ebapüsiv vaheolek, mille osakesed peavad läbima, et reaktsioon toimuks. V Katalüüs
ELEKTROLÜÜDID Elektrolüüdid – keemilised ühendid, millel on kalduvus laguneda vees/mõnes teises lahustis ioonideks. [ioonid – laenguga osakesed > katioonid +; anioonid –] Elektrolüütiline dissotsiatsioon – aine jagunemine lahusti polaarsete molekulide toimel. elektrolüütiline dissotsatsioon on lahuses seda tugevam, mida polaarsem on lahusti. Dissotsatsioon(iaste/määr) α – palju molekulidest on ära dissotseerunud. tugevad elektrolüüdid α=1; nõrgad elektrolüüdid 0<α<<1; mitteelektrolüüdid α=0. Oswaldi lahjendusseadus – lahuse lahjendamisel nõrga elektrolüüdi dissotsatsionimäär α suureneb; lõpmatul lahjendamisel saab võrdseks 1-ga. Dissotsatsioonivõrrand
joonega on tähistatud makroergilised sidemed, mille oksüdatsiooni G absoluutväärtusest, nii et katkemise G on -30 kJ/mol; sünteesi G seega ligi 30 kJ/mol. summaarselt G<0 . ATP hüdrolüüs energia kättesaamiseks toimub kolmes astmes, millest organism kasutab tavaliselt vaid Raku bioenergeetika esimest: +¿ Põhitoitained on süsivesikud, rasvad ja valgud. ¿
.. 15,4; tundlikud pinnased < 6,2. Metallid ja nende ühendid1) Looduslikult leiduvad, peamiselt ühenditena2) Elusorganismidele vajalikud elemendid3)Erinevas vormis, erinevate ühenditena erinevad omadused 4)käitumine keskkonnas ja toime. Ca-Mis ühenditena, mis vormis keskkonnas ? Kaltsiumi sisaldavad mineraalid:lubjakivi, kips, dolomiit... erinevad kaltsiumi soolad CaCl2, CaF2, CaSO4, CaCO3(erinev lahustuvus!) _ Ca2+ ioonid vees (hüdratiseeritud !)_ Ca 2+ ioonid kompleksühendite koosseisus_ Ca- orgaanilised ühendid. Raskemetallid_ Toksilised metallid (Hg, Pb, Cd, ...)nende kontsentratsioonid keskkonnas ?_ Probleemid keskkonnas tänu inimtegevusele _ Ei lagune keskkonnas!! Lahustumine ja sadenemine Tähtsad määramaks metallide käitumist ja transporti keskkonnas_ Lahustumine: määrab ainete sisaldused looduslikes vetes _ Sademe tekkimine: metallide sidumine ja keskkonnas liikumatuks muutmine; oluline vee või reovee puhastamisel
ammoniaakhüdraat (NH3 H2O) Hüdroksiid on mittemolekulaarne kristalne aine, mis annab dissotsieerumisel lahusesse metalli katioone ja hüdroksiidioone. Leelis on veel lahustuv tugev alus. Leelised on leelis- ja leelismuldmetallide hüdroksiidid, nt. NaOH, KOH, Ca(OH)2. Need on ioonsed ained, mille kristallvõre koosneb metalli katioonidest ja hüdroksiidioonidest. 22. Happed. Ainete happelisi omadusi seostatakse tavaliselt nende käitumisega vesilahustes. Hape on keemiline aine, mis annab (dissotsieerudes) vesilahustesse vesinikioone. Osa happeid (puhta ainena) on tavatingimustes vedelikud nt. väävelhape, lämmastikhape, metaanhape ja etaanhape. Teine osa happeid on tavatingimustes tahked ained nt. sidrunhape, bensoehape ja oblikhape. On ka selliseid happeid, mis esinevad ainult vesilahustes (puhta ainena neid ei esine), nt. süsihape H2CO3, väävlishape H2SO3. 23. Soolad.
leidva energia kvaliteedi langust. 2. Keemiline kineetika on füüsikalise keemia osa, mis tegeleb reaktsioonide kiirustega. Reaktsiooni kiirus on lähteaine kadumise või saaduse tekke kiirus. Kiirust mõjutavad tegurid: Mida suurem on reageerivate ainete kontsentratsioon, seda kiiremini toimub reaktsioon. v = k * [A] * [B] v = k (Näide: N2 + 3H2 → 2NH3 v = k * [N2] * [H2]3 homogeenne ; CO2 + C (tahke) → 2CO v = k * [CO2] (tahke aine ei saa osa võtta) heterogeenne) Mida suurem on gaasiliste ainete osavõtul kulgeva reaktsiooni puhul rõhk, seda kiiremini toimub reaktsioon. Mida kõrgem on reaktsioonikeskkonna temperatuur, seda kiiremini
temp, G > 0 madalal temp; *H > 0, S < 0, G > 0 alati Keemiline tasakaal olek, kus lähteainete ja produktide kontsentratsioonid ajas enam ei muutu. Tasakaalukontstant (Kc) kirjeldab matemaatiliselt tasakaaluolekut. Kc sõltub temperatuurist, mitte kontsentratsioonist. Mida suurem on Kc või Kp, seda enam on reaktsiooni tasakaal nihutatud paremale produktide tekke suunas. Reaktsiooni isotermi võrrand G = - R · T · ln(Kp) G << 0 (Kp >> 1) reaktsioon kulgeb vasakult paremale, tasakaalusegus põhiliselt saadused. Reaktsioon kulgeb praktiliselt lõpuni. G >> 0 (Kp <<1) reaktsioon kulgeb vastasuunas, tasakaalusegus põhiliselt lähteained. Reaktsioon praktiliselt ei kulge. Tasakaalu nihkumine, Le Chatelier' printsiip tingimuste muutmine tasakaalusüsteemis kutsub esile tasakaalu nihkumise suunas, mis paneb süsteemi avaldama vastupanu tekitatud muutustele
ammoniaakhüdraat (NH3 ∙H2O) Hüdroksiid on mittemolekulaarne kristalne aine, mis annab dissotsieerumisel lahusesse metalli katioone ja hüdroksiidioone. •Leelis on veel lahustuv tugev alus. Leelised on leelis- ja leelismuldmetallide hüdroksiidid, nt. NaOH, KOH, Ca(OH)2. Need on ioonsed ained, mille kristallvõre koosneb metalli katioonidest ja hüdroksiidioonidest 22. Happed. Ainete happelisi omadusi seostatakse tavaliselt nende käitumisega vesilahustes. Hape on keemiline aine, mis annab (dissotsieerudes) vesilahustesse vesinikioone. Osa happeid (puhta ainena) on tavatingimustes vedelikud – nt. väävelhape, lämmastikhape, metaanhape ja etaanhape. Teine osa happeid on tavatingimustes tahked ained – nt. sidrunhape, bensoehape ja oblikhape. On ka selliseid happeid, mis esinevad ainult vesilahustes (puhta ainena neid ei esine), nt. süsihape H2CO3, väävlishape H2SO3. 23. Soolad.
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:
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.
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
Kohesioon-tõmme ühesuguste molekulide vahel (A-A või BB).Adhesioon-tõmme erinevate ainete molekulide vahel (A-B). 29. Kompleksühendid koordinatiivne side - kompleksühendid moodustuvad lihtsamatest ühenditest ilma uue elektronpaari loomiseta. Koordinatiivne side kui kovalentse sideme eriliik. doonor-aktseptorside ehk koordinatiivne side. Erinevus tavalisest kovalentsest sidemest on kui kovalentse sideme moodustamisel annab kumbki reageeriv aatom elektronpaari tekkeks ühe elektroni siis koordinatiivse sideme tekkimisel annab üks aatomitest elektronpaari, teine vakantse orbitaali. 30. Kompleksühendid looduses - Eluslooduse oluliseim reaktsioon fotosüntees peale kogu elusa materjali alusaine loomise on selle reaktsiooni tulemusena atmosfääris vaba hapnik ja maapõues taandatud süsiniku varud (süsi, nafta, põlevkivi, turvas jne.). Kompleksühendid on ka hemaglobiin ja müoglobiin. 31
tuleneb ka nimi "kangi reegel". Aur vedelik tasakaal. Aseotroopne segu DISSOTSIATSIOON. LAHUSTE ELEKTRIJUHTIVUS Nõrgad elektrolüüdid: polaarne aine, mis vesilahuses osaliselt jaguneb ioonideks (esineb lahuses nii molekulide kui ka ioonidena).Nõrgad elektrolüüdid on eelkõige nõrgad happed ja nõrgad alused. tugevad elektrolüüdid:polaarne aine, mis vesilahuses laguneb täielikult ioonideks.Tugevad elektrolüüdid on soolad, tugevad happed ja alused (leelised). Happe dissotsiatsioon: Hapete dissotsiatsioonil eralduvad (hüdraatunud) vesinikioonid. Mitmeprotoonse happe korral on dissotsiatsioon astmeline (vesinikioonid eralduvad ükshaaval). Aluse dissotsiatsioon: Mitmealuselised alused dissotsieeruvad mitmes järgus ja nendele tuuakse dissotsiatsioonikonstant igale astmele eraldi lahustuvuskorrutis : ioonide molaarsete kontsentratsioonide (täpsemalt muidugi jälle aktiivsuste) korrutis rasklahustuva elektrolüüdi küllastatud lahuses, kusjuures iga iooni
elektronide elektrilaengute summaga. Näiteks alumiiniumi (keemiline element nr 13) ioonis Al+3 on 13 prootonit, 14 neutronit ja 10 elektroni, seega on selle iooni laeng +3 (13 · 1 + 14 · 0 + 10 · (-1) = 3). Oksüdatsiooniaste (o-a) – aatomi formaalne laeng ühendis, eeldusel, et molekul on üles ehitatud ioonidest ühe aatomi kaupa. Tähistatakse rooma nr, kasutades lisaks miinusmärki ja nulli. Keemiline reaktsioon – ühe aine muundumine teiseks. Redoksreaktsioon – reaktsioon, milles elementide o-a’d muutuvad. Oksüdeerumine e oksüdatsioon – elektronide loovutamine. O-a suureneb. Redutseerumine e reduktsioon – elektronide liitmine. O-a väheneb. Oksüdeerija – liidab elektrone, o-a reaktsioonis väheneb. Redutseerija – loovutab elektrone, o-a reaktsioonis kasvab. 9. Molaarsus e molaarne kontsentratsioon (CM) – väljendab lahustunud aine
elektronide elektrilaengute summaga. Näiteks alumiiniumi (keemiline element nr 13) ioonis Al+3 on 13 prootonit, 14 neutronit ja 10 elektroni, seega on selle iooni laeng +3 (13 · 1 + 14 · 0 + 10 · (-1) = 3). Oksüdatsiooniaste (o-a) aatomi formaalne laeng ühendis, eeldusel, et molekul on üles ehitatud ioonidest ühe aatomi kaupa. Tähistatakse rooma nr, kasutades lisaks miinusmärki ja nulli. Keemiline reaktsioon ühe aine muundumine teiseks. Redoksreaktsioon reaktsioon, milles elementide o-a'd muutuvad. Oksüdeerumine e oksüdatsioon elektronide loovutamine. O-a suureneb. Redutseerumine e reduktsioon elektronide liitmine. O-a väheneb. Oksüdeerija liidab elektrone, o-a reaktsioonis väheneb. Redutseerija loovutab elektrone, o-a reaktsioonis kasvab. 9. Molaarsus e molaarne kontsentratsioon (CM) väljendab lahustunud aine
ja Mg2+ kontsentratsiooni vees sedavõrd väiksemaks, et CaCO3 või rasvhapete Ca-Mg-sooli ei moodustu (ei sadene). 2+ ➢ Ca2 ja Mg2+ ning HCO3 – väljavahetamine vees teiste ioonide vastu, millised ei moodusta vee kasutamisel rasklahustuvaid ühendeid. ➔ Vee keetmine st kuumutamine ja filtrimine (kõrvaldab karbonaatse kareduse); ➔ Ioonvahetus - Ca ja Mg ioonid vahetatakse välja Na+ või H+ ioonidega, ja HCO3 – ioonid Cl+- või OH -ioonidega kuna ➔ Na-soolad on hästilahustuvad siis selline vesi katlakivi ei tekita. ➔ Ioniidid – teatud kõrgmolekulaarsed ühendid või Ca, Al silikaadid (näit. tseoliidid), millel on võime adsorbeerida oma pinnale lahustest anioone või katioone. ➔ Kationiidid – adsorbendid, mis seovad lahustest katioone ➔ Anioniidid– adsorbendid, mis seovad lahustest anioone 48. Orgaanilised lahustid ja nende kasutamine.
hüdroksiidioone Kõige tuntumad alused on hüdroksiidid, nt. ammoniaakhüdraat (NH 3 x H2O) Leelis on veel lahustuv tugev alus. Leelised on leelis- ja leelismuldmetallide hüdroksiidid, nt NaOH, KOH, Ca(OH) 2. Need on ioonsed ained, mille kristallvõre koosneb metalli katioonidest ja hüdroksiidioonidest. 22. Happed. Ainete happelisi omadusi seostatakse tavaliselt nende käitumisega vesilahustes Hape on keemiline aine, mis annab (dissotsieerudes) vesilahustesse vesinikioone Osa happeid (puhta ainena) on tavatingimustes vedelikud – nt. väävelhape, lämmastikhape, metaanhape, etaanhape Teine osa happeid on tavatingimustes tahked ained – nt sidrunhape, bensoehape ja oblikhape On ka selliseid happeid, mis esinevad ainult vesilahustes (puhta ainena neid ei esine), nt süsihape H2CO3, väävlishape H2SO3 23. Soolad.
mittepöörduvad (kulgevad ühes suunas, praktiliselt lõ puni) 2 KClO3 (t) 2 KCl (t) + 3 O2 (g) Pöörduvate reaktsioonide korral: Kui tingimused ei muutu, kulgevad reaktsioonid olekuni, kus vastassuunaliste reaktsioonide kiirused saavad võrdseks, ainete kontsentratsioonid enam ajas ei muutu ja tekkinud segus on sõltuvalt tingimustest rohkem või vähem kõiki reaktsioonis osalevaid aineid = TASAKAAL Keemilise tasakaalu tunnused toimuvad nii päri- kui vastassuunaline reaktsioon mõlemad nimetatud reaktsioonid toimuvad võrdse kiirusega Reaktsiooni aA + bB cC + dD Tasakaaluolek v1=v2 Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasut tasakaalukonstanti K: K= [C] c [D]d / [A]a [B]b *Keemilisele tasakaaluolekule vastab Gibbsi vabaenergia miinimum, s.t G = 0 *Reaktsiooni vabaenergiamuut on saaduste ja lähteainete molaarsete vabaenergiate vahe. *Selle arvutamiseks peame teadma, kuidas iga reaktsioonis osaleva aine vabaenergia muutub
mittepöörduvad (kulgevad ühes suunas, praktiliselt lõ puni) 2 KClO3 (t) 2 KCl (t) + 3 O2 (g) Pöörduvate reaktsioonide korral: Kui tingimused ei muutu, kulgevad reaktsioonid olekuni, kus vastassuunaliste reaktsioonide kiirused saavad võrdseks, ainete kontsentratsioonid enam ajas ei muutu ja tekkinud segus on sõltuvalt tingimustest rohkem või vähem kõiki reaktsioonis osalevaid aineid = TASAKAAL Keemilise tasakaalu tunnused toimuvad nii päri- kui vastassuunaline reaktsioon mõlemad nimetatud reaktsioonid toimuvad võrdse kiirusega Reaktsiooni aA + bB cC + dD Tasakaaluolek v1=v2 Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasut tasakaalukonstanti K: K= [C]c [D]d / [A]a [B]b *Keemilisele tasakaaluolekule vastab Gibbsi vabaenergia miinimum, s.t G = 0 *Reaktsiooni vabaenergiamuut on saaduste ja lähteainete molaarsete vabaenergiate vahe. *Selle arvutamiseks peame teadma, kuidas iga reaktsioonis osaleva aine vabaenergia muutub
Mitteelektrolüüdid praktiliselt ei juhi elektrivoolu (ei ole võimelised vabu ioone moodustama). Elektrolüüdid- ained, mille vesilahused Mitteelektrrolüüdid- ained, mille sisaldavad ioone vesilahused ei sisalda ioone Tugevad elektrolüüdid- Nõrgad elektrolüüdid- Lahuses on ainult molekulid lahuses on peamiselt ioonid, lahuses on nii molekulid kui Praktiliselt ei juhi juhivad hästi elektrivoolu ioonid. elektrivoolu. Juhivad halvasti elektrivoolu. Tugevad happed (H2SO4, Nõrgad happed Paljud orgaanilised ained, HNO3, HCl), leelised (I ja II- (H3PO4,H2SO3, äädikhape, lihtained, oksiidid. A r. metallide hüdroksiidid), sipelghape, H2S, H2CO3);
Näit. floori elektronkonfiguratsioon kirjutatakse nii 1s22s22p5 (vt. tabel), kus ülaindeks näitab elektronide arvu antud orbiidil. Sisuliselt perioodilisussüsteem väljendab elementide omadusi sõltuvalt tuumalaengust ja sellest tulenevast elektronide arvust ja nende konfiguratsioonist. Vastavalt antud perioodis täituvale orbitaalile elemendid jagunevad s,p, d ja f elementideks. Kõige kõrgemal põhinivool asuvaid elektrone nimetatakse valentselektronideks. 2. Ühendid: ioonid ja molekulid Sõltuvalt asendist perioodilises süsteemis on aatomitel kalduvus kas omandada, anda ära või jagada elektrone saavutamaks inertsetele väärisgaasidele omast stabiilset elektronkonfiguratsiooni. Viimastele omane elektronkonfiguratsioon omab vähem potensiaalset energiat ja on seega stabiilsem. Aatomid kaotavad, liidavad või jagavad elektrone saavutamaks perioodilises süsteemis lähima inertgaasi elektronkonfiguratsiooni (oktettreegel).
Keemia ja materjaliõpetus - Küsimused ja vastused 1.Sõnastage ja seletage järgmised keemia põhiseadused jne 2.Aine ja materjali mõiste. 3.Liht ja liitainete, 4.Aine Valemite mõiste ja sel. 5.Ainete ja materjalide isel.: 6.Aatomi, molekuli, iooni jne.: 7.Gaasi ja auru mõiste jne.: 8.Vedeliku mõiste jne.: 9.Vedelike voolavuse, visk.: 10. Vedelate lahuste ...: 11. Ainete vees lahustuvuse isel.: 12. Loodusliku vee koostis 13. Vee dissotsiatsioon.: 14. Millised ained on happed 15. Millist ainet ja materjali nimetatakse tahkeks.: 16. Tahkete ainete röntgen.: 17. Puistematerjalide ja pulbrite mõiste. 18. Mõisted kristallainete strukt. : 19. Millistel juht. toimub kem. reakts. elektr. vesilahustes : 20. Millised reakst. on tasakaalu reakts.: 21. Difusiooni mõiste.: 22. Millised reakts on redoksreakts.: 23. Tsingi korrosiooni seadusp. vees jne. 24. Milliseid protsesse nim. elektrokeemilisteks? 25
Üliõpilase nimi:_________________________ Õpperühm:____________________________ Kuupäev:____________________________ LABORATOORNE TÖÖ 3 Elektrolüütide lahused, pH mõõtmine, hüdrolüüs Töövahendid Koonilised kolvid (250 mL), mõõtkolvid (100 mL), bürett, pipett (10 mL), keeduklaas (50 mL), pH-meeter, katseklaaside komplekt, klaaspulk Reaktiivid 0,05...0,1M HCl kontroll-lahus, täpse kontsentratsiooniga NaOH standardlahus, ligikaudu 0,01M NH3 ⋅ H2O lahus, 2M soolhappe, etaanhappe ja ammoniaakhüdraadi lahused, küllastatud KCl lahus, SbCl3 lahus, konts. sool- või lämmastikhape Indikaatorid:
reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid: ainete iseloom, kontsentratsioon (gaasiliste ainete korral rõhk), temperatuur, segamine, peenestamine, katalüsaatorid. a) kiiruse sõltuvus kontsentratsioonist massitoimeseadus – konstantsel temperatuuril on reaktsiooni kiirus on võrdeline reageerivate ainete kontsentratsioonide korrutisega. aA + bB → yY + zZ v = k*c(A)a*c(B)b (toimib homogeensetes reaktsioonides, tahkete ainete kontsentratsioon on 1) kui reaktsioon toimub mitmes staadiumis, määrab kiiruse aeglasem nt A + 2B -> AB2 I A + B -> AB II AB + B -> AB2 korral v = k*c(A)*c(B), kuna esimese staadiumi reaktsiooni kiirus on oluliselt aeglasem teisest. kiiruskonstant k – kontsentratsioonist sõltumatu tegur (st ei sõltu reageerivate ainete kontsentratsioonist ega ajast) v = k , kui reageerivate ainete kontsentratsioonide korrutis võrdub ühega
rauatuumadeni. Raua kiirel sünteesil võib täht muutuda (super)noovaks ning tema materjal jaotub maailmaruumis laiali. Taolise materjali koondumisel võivad moodustuda uued taevakehad, nende hulgas ka meie Maa taolised. Eralduv energia jääb seejuures aina väiksemaks. Raua-aatomi tuum on kõige tihedamini kokku pakitud. Raskemate tuumade moodustumiseks vajaliku tuumasünteesi puhul energia enam ei vabane, vaid reaktsioon nõuab ise energiat. Tähed säilivad seni, kui tuumasünteesist energiat vabaneb. Kui sünteesimaterjal on otsas, siis täht kustub. 23 Keemilised ühendid Valdav enamik elemente võib keemiliste reaktsioonide tulemusel moodustada keemilisi ühendeid (liitaineid). Liitaine koosneb kindla ehitusega molekulidest. Liitaine iga molekul sisaldab erinevate elementide aatomeid.
klmumistemperatuur Osmoos lahusti molekulide ühesuunaline difusioon läbi poorse vaheseina RT Osmoosne rõhk on võrdeline lahuste temperatuuri ja kontsentratsiooniga P = RT M V Elektroosmoos elektriväli kiirendab osmoosi Vee elektrolüütiline dissotsiatsioon + - Vee disotsiatsioon 2 H 2 O H 3O + OH Lihtsustamise eesmärgil H 2 O H + + OH - [ H + ][OH - ] -16 Tasakaalukonstant K = ; K 250 C = 1,8 10 [ H 2 O] nurksulud tähistavad molaarset kontsentratsiooni Vesinikeksponent PH = -log[ H + ] pH>7 aluseline keskkond; pH<7 happeline keskkond Praktiliselt loetakse 6-8 neutraalseks.
klmumistemperatuur Osmoos lahusti molekulide ühesuunaline difusioon läbi poorse vaheseina RT Osmoosne rõhk on võrdeline lahuste temperatuuri ja kontsentratsiooniga P = RT M V Elektroosmoos elektriväli kiirendab osmoosi Vee elektrolüütiline dissotsiatsioon + - Vee disotsiatsioon 2 H 2 O H 3O + OH Lihtsustamise eesmärgil H 2 O H + + OH - [ H + ][OH - ] -16 Tasakaalukonstant K = ; K 250 C = 1,8 10 [ H 2 O] nurksulud tähistavad molaarset kontsentratsiooni Vesinikeksponent PH = -log[ H + ] pH>7 aluseline keskkond; pH<7 happeline keskkond Praktiliselt loetakse 6-8 neutraalseks.
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
