Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Keemiline reaktsioon". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
reaktsioon, katalüsaator, lähteaine, gaas, aktiveerimisenergia, konsentratsioon, katkevad, põrkuvad, toimuks, kompleks, soojusefekt, eksotermiline, endotermiline, kulgemisel, ümbritsevast, ühinemisreaktsioon, lagunemisreaktsioon, aeglased, kivisöe, põlevkivi, plahvatus, kineetika, mehhanisme, segamine, gaasilised, taastuvad, barjäär, ensüümKORDAMISKÜSIMUSED 10.KL. KEEMILISED REAKTSIOONID (õpik lk.68-98) 1. Selgita mõisted: aktiveerimisenergia, keemiline reaktsioon, eksotermiline reaktsioon, endotermiline reaktsioon. 2. Miks vahel keemilises reaktsioonis reaktsioonisegu soojeneb, vahel jahtub? Selgita keem. sidemete tekke ja katkemisega. 3. Soojusefekt ühinemis- ja lagunemisreaktsioonides. 4. Mida näitab keemilise reaktsiooni kiirus? 5. Kuidas on võimalik keemilise reaktsiooni kiirust muuta? Põhjenda. 6. Mis on katalüsaator, katalüüs, inhibiitor, ensüüm? Mis põhimõttel katalüsaator reaktsiooni kiirendab? 7. Mis on pöörduv reaktsioon? Mis on keemiline tasakaal? Näide võrrandina. 8. Kus on tasakaal kasulik? 9. Le Chatelier printsiip. Milliseid tingimusi muutes võib muuta keemilist tasakaalu? 10. Kuidas muutub tasakaal, muutes temperatuuri, rõhku, lähteainete või saaduste kontsentratsiooni? 11. Ülesanded reaktsiooni kiiruse ja muutmisega tasakaalu nihutamisega. Vastused: 1.
REAKTSIOONI KIIRUS keemilise reaktsiooni kiirus – saaduste/lähteainete hulga muutust ajaühikus. (Homogeense) reaktsiooni kiirus (v), põhiühik mol/dm3⋅s – ruumalaühikus ajaühiku jooksul toimuvate reaktsiooni elementaaraktide arv; mõõdetakse lähteaine või saaduse kontsentratsiooni muutusega ajaühikus, seejuures lähteainete kontsentratsioon ajas väheneb (Δc<0) ja saaduste kontsentratsioon kasvab (Δc>0). c 2 c1 v t 2 t1 keskmine kiirus: hetkeline e tõeline kiirus: c dc v lim ( ) t 0 t dt
Kordamisküsimused kontrolltööks. Keemilise reaktsiooni kulgemine. Reaktsiooni kiirus ja tasakaal. 1) Mis on keemiline reaktsioon? Keemiline reaktsioon protsess, milles tekivad ja/või katkevad keemilised sidemed; seejuures muunduvad reaktsiooni lähteained reaktsiooni saadusteks. 2) Mis on a) pöördumatu b) pöörduv reaktsioon? Tuua näited. a) Pöördumatu reaktsioon reaktsioon, mis kulgeb praktiliselt vaid ühes suunas, nt NaOH + HCl -> NaCl + H2O b) Pöörduv reaktsioon kahes suunas (otse- ja vastassuunas) toimuv reaktsioon, nt 3H2 + N2 2NH3 3) Mis toimub keemiliste sidemetega reaktsiooni käigus? Keemilistes reaktsioonides ja/või katkevad keemilised sidemed. Aatomitevahelisi keemilisi sidemeid moodustavad elektronid paiknevad ümber, st et ühed sidemed katkevad ja uued sidemed moodustuvad.
Füüsikaline keemia sissejuhatus ja elektrolüütide lahuste kordav konspekt Käsitletavad teemad: 1) Füüsikaline keemia sj energeetika: ekso- ja endotermilised reaktsioonid + arvutused kiirus/kineetika: temp. kons. rõhk.... katalüsaator + praktiline töö keemiline tasakaal: le chaterieri printsiip + praks 2) Elektrolüütide lahused lahustumisprotsess: lahustumise soojusefekt tugevad ja nõrgad elektrolüüdid, mitteelektrolüüdid; elektrolüütide dissotsatsioon keemilised reaktsioonid elektrolüütide lahustes(sade, gaas, nõrk elektrolüüt) + ioonvõrrandid soolade hüdrolüüs Keemilise reaktsiooni soojusefekt
a) plahvatusreaktsioonid (lõhkained, paukgaas), ioonidevahelised reaktsioonid b) ainete põlemine (metalli reageerimine happega) c) geoloogilised protsessid (kivisüsi, nafta) 2.Mida näitab keemiline reaktsiooni kiirus? ära reageerinud või tekkinud saaduste hulka ajaühikus. mõõdetakse mol/dm2 3.Kuidas mõjutab reaktsiooni kiirust reageerivate ainete aktiivsus? mida aktiivsem on aine, seda kiiremini kulgeb reaktsioon 4.Kuidas mõjutab reaktsiooni kiirust reageerivate ainete kontsentratsioon? Mida näitab kontsentratsioon? mida suurem on lähteaine kontsentratsioon, seda kiiremini kulgeb reaktsioon ja osakesed põrkuvad. Aine kontsentratsioon väljendab aine hulka ruumala ühikus. tähis on c ja põhiühik mol/dm3 5.Kuidas mõjutab rõhk gaasiliste ainete reaktsioonikiirust? kiireneb, kuna kui tõsta rõhku, suureneb gaasilise aine hulk ruumala ühikus st. et kasvab aine kontsentratsioon. 6
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:
esimesel seadusel. Keemilise reaktsiooni entalpia on soojusefekt, mis kaasneb keemilise reaktsiooniga (kui rõhk ja temperatuur ei muutu). Entalpiamuut (soojusefekt) sõltub süsteemi alg- ja lõppolekust, mitte aga protsessi läbiviimise teest või reaktsiooni vahestaadiumitest! Eksotermiline protsess – soojus eraldub Endotermiline protsess – soojus neeldub 7. Miks on paljud eksotermilised reaktsioonid spontaansed? Selgita, millisel juhul võib endotermiline reaktsioon olla spontaanne! Paljud eksotermilised reaktsioonid on spontaansed , kuna Gibbsi energia vabaneb , entroopia kasvab või kahaneb, endotermiline protsess võib olla spontaanne juhul, kui entroopia kasvab 8. Keemilise muundumise entalpia. Reaktsioonientalpia, seos siseenergia ja entalpia vahel, standardsed reaktsioonientalpiad. Hessi seadus. Standardsed tekkeentalpiad. Reaktsioonientalpia sõltuvus temperatuurist. Keemilise reaktsiooniga kaasneb enamasti ka energia eraldumine või neeldumine.
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 c dc hetkeline ehk tõeline kiirus: v = lim (± t 0 t )= ±
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= ± = ± , t 2 − t1 ∆t ∆c dc hetkeline ehk tõeline kiirus: v = lim (± ∆ t→ 0 ∆t
Homogeenne katalüüs: (katalüsaator ja reagendid samas olekus) näiteks Vääveldioksiidi oksüdeerimine "nitroosmeetodil" - kõik ained on gaasid 2SO2 + 2NO2 = 2SO3 + 2NO 2NO + O2= 2NO2 ___________________ 2SO2 + O2 = 2SO3 Heterogeenne katalüüs:Katalüsaator ja reagendid erinevates olekutes. reeglina on katalüsaator tahke ja reagendid gaasilises või vedalas olekus. 2SO2(g) + 2V2O5(t) = 2V2O4 + 2SO3 2V2O4 + O2 = 2V2O5 ____________________ 2SO2 + O2 = 2SO3 Nagu näeme, moodustab katalüsaator ebapüsiva vaheühendi, mille edasi reageerimise käigus katalüsaator uuesti vabaneb. Mõnikord pole selliste vaheühendite olemasolu tõestada suudetud, aga teoreetiliselt peaks nad alati olemas olema. Katalüsaatoreid kasutatakse ka kiiruse vähendamiseks ( inhibiitorid, antioksüdandid, antidetonaatorid,...) Reaktsiooni, mis üldse ei kulge, st v = 0 ei saa ka katalüsaatorite abil esile kutsuda. Kiirus sõltub Reageerivatest ainetest
· Tahkete ainete peenstamine · Katalüsaatori kasutamine · Segamini Katalüüs keemilise reaktsiooni kulgemine katalüsaatori toimel. Katalüsaator aine, mis muudab reaktsiooni kiirust. REAKTSIOONIDE SUUND Pöördumatud reaktsioonid reaktsioonid, mis kulgevad ühes suunas ja lõpuni (tähistatakse ühesuunalise noolega) Lähteainete kontsentratsioon ja seega ka reaktsiooni kiirus vähenevad ning saaduste kontsentratsioo suureneb, kuni reaktsioon lõppeb. Pöörduvad reaktsioonid reaktsioonid, mis toimuvad mõlemas suunas ja ei kulge lõpuni (tähistatakse kahesuunalise noolega) Lähteainete kontsentratsioon väheneb ja saaduste kontsentratsioon suureneb. Pärissuunalise reaktsiooni kiirus väheneb ja vastassuunalise reaktsiooni kiirus suureneb, kuni nad saavad võrdseks saabub tasakaaluolek. Reaktsioon aga ei lõpe, sest tasakaaluolekus jätkuvad mõlemad reaktsioonid võrdsete kiirustega ning ainete
Tavaliselt lagunemisreaktsioonid · (Lahustumisel: kristallivõre lõhkumine (sidemete katkemine)) 3. REAKTSIOONI KIIRUS · Keemilise reaktsiooni kiirus näitab ajaühikus ruumalaühiku kohta tekkinud või reageerinud ainehulka (moolides). mol/dm3s Reaktsiooni kiiruse kasvu põhjustavad tegurid: · Temperatuuri tõstmine · Segamine · Kontsentreerimine · Tahke aine peenestusastme suurendamine · Gaaside puhul rõhu suurendamine 3. REAKTSIOONI KIIRUS · Katalüsaator muudab reaktsiooni kiirust, osaledes aktiivse vaheühendi moodustamisel, aga eraldub reaktsiooni lõpus algses koguses. Negatiivne katalüsaator on inhibiitor; Inimorganismis ensüümid: katalüüsivad kindlaid reaktsioone! 4. REAKTSIOONI TASAKAAL · Pöördumatud reaktsioonid Kulgevad ühes suunas ja lõpuni Mg + O2 2 MgO NaOH + HCl NaCl + H2O · Pöörduvad reaktsioonid Toimuvad mõlemas suunas ja ei kulge lõpuni 2 SO2 + O2 2 SO3
1.1 Reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid Reageerivate ainete iseloom vaata metallide aktiivsusrida (vaskul aktiivsemad, paremal vähemaktiivsed), tugevad ja nõrgad happed. Reageerivate ainete kontsentratsioon läheteainete kontsentratsiooni suurendamisel reaktsiooni kiirus kasvab. Gaasi rõhk gaasiliste ainete osavõtul kulgevate reaktsioonide kiirus rõhu tõstmisel kasvab. Reageerivate ainete kokkupuutepinna suurus reaktsiooni kiirus tahke lähteaine peenestamisel kasvab. Segamine segamisel segunevad reageerivad ained kiiremini ja ühtalsemalt, osakestevahelised põrked sagenevad ning reaktsioon kiireneb. Temperatuur temperatuuri tõstmisel reaktsiooni kiirus kasvab (osakeste energia suureneb). Katalüsaator aine, mis kiirenab reaktsioone. Reaktsioonide kiirenemist katalüsaatori mõjul nimetatakse katalüüsiks (reaktsioonis katalüsaatori kogus ja koostis säilib).
kuumemale. *Kompressor võtab külmalt kehalt (õuest) sooja ära ja annab selle tuppa, aga selleks tarbib ta elektrienergiat (elektrer teeb tööd) : efektiivsus= soojus soojale kehale/ töö Iseeneslikud protsessid *Iseeneslikud protsessid on mittepöörduvad (nt. rõhu ühtlustumine, segunemine, temperatuuri ühtlustumine, keemiline reaktsioon). *Iseeneslik protsess ei pruugi olla kiire. Entroopia kui olekufunktsioon Kui gaas paisub vaakumisse, siis see protsess on iseeneslik. Vastupidi see protsess ise ei toimu. Carnot' ringprotsess võimaldab defineerida uue olekufunktsiooni, mis kirjeldab seda sorti nähtuste võimalikkust. S= qrev/ T, (tähistab qrev soojuse pöörduvat ülekandmist) · Iga protsess, mille jaoks on S>q/T toimub iseeneslikult · Iga protsess isoleeritud süsteemis (S>0) toimub iseeneslikult · Kui isoleeritud süsteem on tasakaalus, omab entroopia maksimaalset väärtust. Entroopia
kuumemale. *Kompressor võtab külmalt kehalt (õuest) sooja ära ja annab selle tuppa, aga selleks tarbib ta elektrienergiat (elektrer teeb tööd) : efektiivsus= soojus soojale kehale/ töö Iseeneslikud protsessid *Iseeneslikud protsessid on mittepöörduvad (nt. rõhu ühtlustumine, segunemine, temperatuuri ühtlustumine, keemiline reaktsioon). *Iseeneslik protsess ei pruugi olla kiire. Entroopia kui olekufunktsioon Kui gaas paisub vaakumisse, siis see protsess on iseeneslik. Vastupidi see protsess ise ei toimu. Carnot' ringprotsess võimaldab defineerida uue olekufunktsiooni, mis kirjeldab seda sorti nähtuste võimalikkust. S= qrev/ T, (tähistab qrev soojuse pöörduvat ülekandmist) · Iga protsess, mille jaoks on S>q/T toimub iseeneslikult · Iga protsess isoleeritud süsteemis (S>0) toimub iseeneslikult · Kui isoleeritud süsteem on tasakaalus, omab entroopia maksimaalset väärtust. Entroopia
Keemiainseneriteadus tööstuslike keemiliste protsesside uurimine. 5. Keemia makroskoopiline ja mikroskoopiline tase (näited). Mikroskoopiline tase: aatomite vaheliste sidemete muutumine jms. 2Mg(t) + O2(g) 2MgO(t) Makroskoopiline tase: toimuvad silmaga nähtavad või siis mõnel muul viisil jälgitavad muutused. Keemik reeglina mõtleb mikroskoopilisel tasemel, s.t kuidas sidemed tekivad, katkevad jne. Eksperimenti tehakse reeglina makroskoopilisel tasemel. Mõlemal tasemel toimuvaid protsesse kirjeldatakse keemiliste ja matemaatiliste valemite abil. 6. Selgitage, millest koosneb teaduslik meetod. Teaduslik meetod algab andmete kogumisega. Pärast seda otsitakse andmekogumitest seoseid. Järgnevalt formuleeritakse hüpotees(id) ning kontrollitakse eksperimentaalselt. Seejärel formuleeritakse teooria. Teooriad võivad olla nii kvalitatiivsed kui ka kvantitatiivsed
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
LABORATOORNE TÖÖ 3 SISSEJUHATUS Keemiline tasakaal ja reaktsioonikiirus. Keemilised protsessid võib jagada pöörduvateks ja pöördumatuteks. Pöördumatud protsessid kulgevad ühes suunas praktiliselt lõpuni. Selliste protsesside näiteks on mitmed reaktsioonid, mille käigus üks reaktsioonisaadustest (gaas või sade) eraldub süsteemist 2KClO3(s) →2KCl(s) + 3O2 ↑ Vastupidises suunas see reaktsioon ei kulge. Paljud reaktsioonid on aga pöörduvad, nad kulgevad nii ühes kui teises suunas ja reaktsiooni lõpuks moodustuvas ainete segus (tasakaalusegus) on nii lähteaineid kui saadusi. Sõltuvalt tingimustest (temperatuur, rõhk) nende vahekord tasakaalusegus varieerub. Pöörduvaid reaktsioone märgistatakse sageli kahe vastassuunalise noolega. H2(g) + I2(g) ↔ 2HI(g) Kui see reaktsioon algab, on segus ainult vesiniku ja joodi molekulid.
ühikus.Milline on valem selle arvutamiseks? 9.Millest ja kuidas sõltub reaktsiooni kiirus? Reaksiooni kiirus sõltub reageerivate ainete iseloomust(mida aktiivsem on metall, seda aktiivsemalt vesinikku eraldub ja on kiirem reaksioon), segamisest (mida rohkem segada seda kiiremini reaksioon toimub), temperatuurist(mida kõrgem temp. Seda kiiremini reaksioon toimub), ainete konsentratsioonist(mida suurem on regeerivate ainete osakeste arv ruumalaühikus, seda sagedamini osakesed põrkuvad ja kiireneb reaksioon), peenestamisest(mida peenemad ained, seda kiiremini reaksioon toimub), spetsiaalsete ainete lisamisest(kiirendab: katalüsaator, aeglustab: inhibaator), rõhust( gaasiliste ainete osavõtul kulgevate reaksioonide kiirus kasvab rõhu tõstmisel) 10. Mis on: Katalüsaator- Kiirendab reaksiooni kiirust. Katalüüs- Reaksiooni kiirenemine katalüsaatori mõjul. Inhibiitor- Aeglustab reaksiooni kiirust. Ensüümid- Teatud katalüsaatorid, mis tegutsevad elusorganismis. 11
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
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
koefitsentidele aA + bB cC + dD v = k [ A] [ B ] a b 2. Reaktsiooni kulgemise aste Reaktsiooni kulgemise aste näitab kuidas muutub vaheühendite järjestikune tekkimine lihtreaktsioonide kaudu.NB! vähe vigane lause .... Keemilise reaktsiooni saab kirjutada nii: i Ai = 0 i kus i on negatiivne reagentidele ja positiivne produktidele. Näiteks reaktsioon N 2 + 3H 2 2 NH 3 kus i -1: -3: 2 ja Ai N2 H2 NH3 Oletame et n(A) on komponendi A moolide arv segus. Kuna 1 mool N2 reageerib, nõudes kolme molekuli H2, siis saame kirjutada dn( N 2 ) dn( H 2 ) dn( NH 3 ) = = (-1) (-3) ( 2) seega kehtib selline võrrand:
Metallid, mis veega ei reageeri on võimelised nendest pingereas paremal asuvaid metalle nende sooladelahusest välja tõrjuma. Leelis ja leelismuldmetallid tõrjuvad reaktsioonist välja vesiniku, moodustades metalli hüdroksiidi. 1. Metallide reaktsioonikiirus. Protsesside kiirust iseloomustatakse alati ajaühiku jooksul toimunud muutuste järgi. Metalli kiiruse põhiühikuks on: Keemilise reaktsiooni kiirust mõõdetakse lähteaine või saaduse kontsentratsiooni muutusega ajaühikus. 2. Reaktsiooni mõjutavad tegurid: 1. Reageerivate ainete iseloom. Mida aktiivsem on metall, seda aktiivsemalt vesinikku eraldub ja seda kiirem on reaktsioon. Leelismetallidega on reaktsioon tormiline e. ohtlik. 2. Reageerivate ainete kontsentratsioon. Selleks, et ained omavahel reageeriksid peavad nende osakesed kokku põrkama. Mida suurem on põrkavate osakeste arv
(mida rohkem aatomeid), seda suurem on soojusmahtuvus. 5. Kirjutada süsteemi soojusmahtuvuse avaldised püsival rõhul ja ruumalal. Kummal juhul on soojusmahtuvus suurem? ∆U ∆H Cv = ∆ T Cp= ∆T Konstantsel rõhul on soojusmahtuvus mõnevõrra suurem, sest osa soojusest kulub paisumistöö tegemiseks. 6. Termokeemia, reaktsiooni soojusefekt, endotermiline ja eksotermiline reaktsioon. Termokeemia – tegeleb keemiliste muundumiste soojusefektidega, põhineb termodünaamika esimesel seadusel. Eksotermiline protsess – ja endotermiline entalpiamuut on võrdne süsteemi poolt neelatud või eraldatud soojusega. Eksotermilise korral märk miinusega ja eraldub soojus, metaani põlemine. Endotermiline protsess on pluss märgiga ja soojus neeldub. Nt jää sulamine. 7. Miks on paljud eksotermilised reaktsioonid spontaansed? Selgita, millisel juhul
7) Metallilisus -suureneb Mendelejevi tabelis rühmas ülevalt alla, väheneb vasakult paremale. 8) Aatomiraadius Suureneb rühmas ülevalt alla. 9) Elektronegatiivsus Aineväärtus, mis näitab kui palju mõjutab üks element teist elementi ühises elektronpaaris. 10) Elemendi metallilised ja mittemetallilised omadused on seotud sellega kui tugevasti hoiab elemendi aatom kinni väliskihi elektrone. Aine ehitus ja keemiline side 1) Eksotermiline reaktsioon Sideme tekkel energia vabaneb. Endotermiline reaktsioon Sideme lõhkumisel energia neeldub. 2) Keemilise sideme tekkel (üksikaatomitest või -ioonidest molekulide või kristallide tekkel) lähevad aineosakesed üle püsivasse (väiksema energiaga) olekusse; energia eraldub ja keemilise sideme katkemisel energia neeldub. 3) Metalliline side metallide vahel Iooniline side Metalli ja mittemetalli vahel. Nt: NaCl
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
121-176) 1. Metallide reageerimine mittemetallidega Aktiivsed metallid reageerivad halogeenide, hapniku ja väävliga energiliselt juba toatemperatuuril või nõrgal soojendamisel. Vähemaktiivsed metallid reageerivad mittemetallidega enamasti alles kuumutamisel. Väärismetallid on oksüdeerumise suhtes eriti vastupidavad, kuigi reaktsioonid võivad siiski vähesel määral toimuda. Keemilistest reaktsioonides käituvad metallid alati redutseerijana. Metalli reaktsioon mittemetalliga kui redoksreaktsioon. - Liidetud elektronide arv on alati võrdne loovutatud elektronide arvuga. Kui metallilisel elemendil esineb ühendites mitu erinevat oksüdatsiooniastet, tekib metalli reageerimisel mittemetalliga enamasti selline saadus, milles metalliline element on oma kõige iseloomulikumas oksüdatsiooniastmes. 2. Metallide reageerimine hapete lahustega
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
Entalpia väljendab süsteemi siseenergia (U), rõhu (p) ja ruumala (V) vahelist seost. (H=U+pV) Entroopia kirjeldab süsteemi korratuse kasvu ja/või protsesside käigus süsteemis aset 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)
arvestatud: Viia Lepane SISSEJUHATUS Keemilised protsessid võib jagada pöörduvateks ja pöördumatuteks. Pöördumatud protsessid kulgevad ühes suunas praktiliselt lõpuni. Selliste protsesside näiteks on mitmed reaktsioonid, mille käigus üks reaktsiooni-saadustest (gaas või sade) eraldub süsteemist. Näiteks: 2KClO3(s) 2KCl(s) + 3O2(g) Vastupidises suunas see reaktsioon ei kulge. Paljud reaktsioonid on aga pöörduvad, nad kulgevad nii ühes kui teises suunas ja reaktsiooni lõpuks moodustuvas ainete segus (tasakaalusegus) on nii lähteaineid kui saadusi. Sõltuvalt tingimustest (temperatuur, rõhk) nende vahekord tasakaalusegus varieerub. Pöörduvaid reaktsioone märgistatakse sageli kahe vastassuunalise noolega. Näiteks: H2(g) + I2(g) 2HI(g) Fikseeritud tingimustel saabub selliste reaktsioonide puhul mingil hetkel olukord, kus ühegi aine
saadusi. Sõltuvalt tingimustest (temperatuur, rõhk) nende vahekord tasakaalusegus varieerub. Fikseeritud tingimustel saabub selliste reaktsioonide puhul mingil hetkel olukord, kus ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu. Sellist olukorda nimetatakse keemiliseks tasakaaluks. Keemiline tasakaal on nn dünaamiline tasakaal, sest protsessid ei ole lõppenud, vaid nad kulgevad vastassuundades ühesuguse kiirusega. Pöörduv reaktsioon: v1 aA+ bB cC+ dD → ← v2 pärisuunaline reaktsiooni kiirus - v1 vastassuunaline reaktsiooni kiirus - v2 (tasakaaluolekus v1 = v2) Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasutatakse tasakaalukonstanti (Kc): KC C D c d A a B b [A]...[D] – ainete A...D konsentratsioonid tasakaaluolekus mol/dm3 a,b,c ja d – koefitsiendid reaktsioonivõrrandist.
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
ja kiirust mingil ajahetkel . Reaktsioonid on seotud osakeste kokkupõrgetega. Mida rohkem on ruumalaühikus osakesi, seda sagedamini nad kokku põrkavad. Seega suurendab lähteainete kontsentratsiooni tõstmine reaktsioonikiirust. Pärisuunalise reaktsiooni kiirus v1 sõltub lähteainete kontsentratsioonist järgmiselt (massitoimeseadus): k1 reaktsiooni kiiruskonstant p rektsiooni järk aine A suhtes q reaktsiooni järk aine B suhtes p+q reaktsiooni summaarne järk Mõlema lähteaine suhtes esimest järku reaktsiooni korral: Mida kõrgem on temperatuur, seda intensiivsem on molekulide soojusliikumine ja suurem nende kineetiline energia. See suurendab molekulide efektiivsete kokkupõrgete t - õenäosust ning koos sellega reaktsioonikiirust. Van't Hoffi reegel: Temperatuuri tõstmine 10 °C võrra suurendab reaktsioonikiirust kaks kuni neli korda. vt1 reaktsioonikiirus temperatuuril t1 vt2 reaktsioonikiirus temperatuuril t2 reaktsiooni temperatuuritegur
annaabi.ee 
